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2263 教えて下さい。
なんであんなに思い戦艦や空母が沈まないで浮いていられるのですか?

この前テレビ見てたら太平洋戦争がやってました。

アメリカの空母には飛行機やジ−プや戦車やいろんなモノが詰め込まれていました。

普通、重くて沈まないのかなぁ?と思いました。

別に戦争の船には限らないのですが・・
みずき

  1. 浮力はご存知でしょうか?
    通常、艦艇は比重1以上の金属などで作られています。確かに、同重量の金属の塊なら沈んでしまいます。しかし、おなじ金属の料理用のボールは、水に浮かびますよね。つまり、器が押しのけた水の質量が、金属の料理用ボールと等しいゆえに浮かぶことが出来ます。これをアルキメデスの原理といい、この説明で分かりにくかったら本屋さんで分かりやすい物理の本でも見てください。
    (以上、海上自衛隊、船務過程テキストより)
    Cz75

  2. ああ、なんとなく分かりにくい回答をしてしまった。
    つまり、金属の塊より、船舶のほうが容積が大であり、仮に船と同じ質量の水を用意したならば、それは船の容積より小ない筈です。よって船は同容積の水より軽く、水に浮くのです。(以上、当時の教務ノート書き込み)
    Cz75

  3. 有り難うございました。

    何となく分かったような気がします。

    ただ私がもし鉄でオモチャの船作ったら同じ論理で作ったとしても沈没するような気がしました。ボ−ルなら自信ありますけど(笑)
    みずき

  4. 2>正;船の容積より大きい筈 誤;船の容積より小ない筈
    以下補足
    仮にみずきさんが鉄でオモチャの船を作られても、以上の条件(十分な容積、水密)が守られる限り、沈没することはありません。
    Cz75

  5. 圧力というものをご存知でしょうか?
    単位体積当たりの力を示すものなので、面積を掛けると当然ですが力になります。
    大気中にある場合は大気圧、水中にある場合は水圧を受けることになりますが、これら「圧」は圧力をさしているので、
    面積を掛けると、同様にその面が受ける力の大きさを求めることが出来ます。

    イメージし易くする為、例えば長方体で、上面と底面が水平になるよう配置された箱を想定してください。

    (大気圧や水圧などにより)各々の面に対し垂直に力が加わることになるので、
    正対する面に加わる力の大きさが同じ場合は相殺し、不均衡な場合はその差分だけ力が働いているように見えます。

    ちなみに静的状態での大気圧や水圧は、測定ポイントの水平面より上にある大気や水の層の重さにより生じるので、
    側面部は(同一水平面の圧力は同じなので)相殺し、上面と底面とでは箱の厚み分の圧力差が生じます。

    先に述べたように、力は圧力に面積を掛けたものなので、
    底面×箱の厚み = 箱の体積 の分の大気や水の重さだけ、上向きの力が生じることになります。
    浮力とは、これのことです。

    船の場合、水上と水中、それぞれの部分で浮力が生じるのですが、
    大気は水に比べ著しく軽いので、水上部分の浮力を無視し、
    沈んでいる箇所の体積分の水の重さだけ浮力が生じる、と近似できます。
    この浮力と船の重さが拮抗しているのが浮いている状態です。

    船が沈むのは浮力に対し船の重さが大きい場合です。
    十分な容積を確保していないのは、船の重さに対し十分な浮力を確保していないのと同義で、問題外でしょう。
    水密が破れ沈むケースは、水が入り(それまで空気だった部分が水に置き換わることにより)船の重さが増し、そして浮力を上回った場合に当たります。
    mikey


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