船はなんで浮いているの?浮力についてわかりやすく解説してみました!


海に行った時、景色に感動していると水平線の手前をゆっくりマイペースに動いている船を見たことありますよね?
いろんな大きさの船がありますが、特に大きく見える船は自動車運搬船なんだそうです。

そんな大きな自動車運搬船、間近で見たことありますか?

どの位大きいかといいと…….

長さ190m、幅30m、容積6万トンあります。
しかも船体は、鉄でできている、というから驚きですよね!

 

自動車運搬船が積載できる車の台数は、6,000~8,000台。

中は立体駐車場になっていて12階あります(もちろん自動車運搬船によって大きさ違います)。

東京ディズニーランドの駐車場が、区画合わせて8,000台駐車できるということですから、立体駐車場で、6,000台~8,000台駐車できるって、陸上ではお目にかかれないのではないかもしれません。

 

そして、そんなとてつもない駐車スペースを持つ、大きな船が日本近海に浮かんでいるのです。不思議ですよね!

 

今回は、「なぜ、こんな大きな物がなぜ海に浮かんでいられるのでしょうか?」を調査してみました!!

 

 

浮力ってなあに?

 

浮力とは、液体(ここでは水)の中にある物が液体から受ける上向きの力です。

水に物を入れると、四方から水圧がかかります。

 

上面と下面にかかる水圧は、水深の違いで上面より下面の方が水圧がかかります。

一方で側面にかかる水圧は、深さが同じなので水圧も同じ。両側からお互いに打ち消しあいます。

 

 

結論

 

物体の底面にかかる水圧が、物体の重さを上回ったとき物体は浮く!!

数式で書くと、浮力=(空気中での物体の重さ) - (浮力)となります。

 

この法則は、「アルキメデスの原理」といいます。さらに詳しく知りたい方は、ぜひ調べてみてくださいね。

 

浮力が大きのはどっち?

 

次に、同じ重さの物体二つを用意します。

一つは底面の面積が小さい物体A、もう一つは底面の面積が大きい物体B。二つを水に沈めます。浮力が大きいのはどっちでしょう?

 

 

答えはもうおわかりですね!

 

浮力が大きいのは底面の面積が大きいBです。

 

水深が深いほど水圧は大きくなりますが、浮力は水深に関係なく一定です。

また、浮力は物体が水に沈んでいる部分が多いほど大きくなります

 

浮力に水深は関係ある?

 

次の問題です。次のA、B、Cで浮力が一番大きいのはどれでしょう?

図の場合、水圧はA<B<Cとなりますが、浮力はA<B=Cです。

ですので、答えは、BとCです。

水深が深いと浮力が大きいと勘違いしやすいので注意をしてください

 

船も同様に水に沈んでいる部分に浮力がかかります。

 

 

船体の下半分で浮力を受けて、6万トンの重さを支えているんですね!

 

 

ぜひ、船を見る機会があったら船の下半分を見てみてください。必ず赤茶色になっていると思います。

この茶色の部分が船の浮力を受けるところになります。

 

以上、浮力の正体について調べてみました!

 

エレメントのお客様、菅製作所さんは、鉄でも「浮力の力」で浮いちゃう船の、船舶用クラッチ、油圧クレーン、油圧漁労機などを1946年から製作している老舗の会社なんです!

 

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