水の中でなぜ物は軽くなるの?

大きな石や鉄を持ち上げようとしても、重くて持ち上がりません。では水の中ではどうでしょうか。水の中だと、持ち上げることができるのです。それは、どうしてでしょう。

 

石や鉄で実験してみましょう。

・石の場合:300gの石を水の中で量ると100gになりました

・鉄の場合:1600gの鉄を水の中で量ると1400gになりました

 

石も鉄も、水の中に入れると軽くなることが、はっきりしてきました。では、もう一つの確かめの実験をしてみましょう。

・まず、水の入ったビニール袋を、空気中で、はかります。

・その袋を、水の中にゆっくり入れていきます。すると、目盛はだんだん小さな値を示すようになります。

・完全に水の中に入れてしまうと、目盛は0gとなります。

 

この2つの実験をまとめると、

体積と重さ

※(水の中にある物にはたらく上向きの力を、浮力といいます。)

もう、皆さん、おわかりでしょう。。

水の中に入れた物と同じ体積分の水の重さだけ軽くなるのです。プールやおふろに入った時、体がふわっと軽く感じたことがありませんか。それは、あなたの体でおしのけた水の重さだけ体が軽くなったためです。

このきまりをアルキメデスの原理といいます。

 

アルキメデス

アルキメデスは、ギリシアの数学者です。このきまりを発見したのは、今からおよそ2000年も昔のことです。

ある日、アルキメデスは、王様によばれ、王様の王冠が純金でできているかどうか、きずをつけずに調べるよう命ぜられました。アルキメデスは、どうしたものかと考えながら家に帰り、おふろに入りました。その時です。湯舟から湯があふれたのを見て、「あっそうだ。」と大発見をしたのでした。

・あふれた水の体積は、王冠の体積と同じになります。

したがって、

王冠の重さ÷王冠の体積=1cm3あたりの金の重さとなります。

純金1cm3あたりの重さはわかっていますから、その重さと同じにならなければ、王冠はにせ物ということになるのです。

この様にして、アルキメデスは、王冠にきず一つつけないで、無事に純金であるかどうかを調べることができました。

鉄でできている船が水に浮かぶわけも、アルキメデスの原理で説明できます。

 

 



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