解決済み

浮力公式についてです。一般に浮力はf=ρVgと表せますが、これは液面内に直方体が沈んでいると仮定し上面と底面の圧力×面積の差を計算することによって得られます。

なので、この式が成立するのは物体が直方体のようなカクカクした形の時のみ成立するのではないでしょうか?凸凹していたりグニャグニャしている物体の浮力と同じにはならないと思いました。

ベストアンサー

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凸凹していたりグニャグニャしている物体を、無限に小さな直方体の集合であると捉えてください。写真を見てイメージしてください。鉛直方向に細く千切りにして、あなたが公式が使えると納得している直方体にするのです。次にできた全ての細い直方体に浮力の公式を使って、それぞれの直方体に働いている浮力が「(密度)×(その細い直方体の体積)×(重力加速度)」であると理解してもらえれば、あとは簡単です。これらの浮力を全て足せば、与える物体の全体にかかっている浮力が得られますよね。ではどうやって計算するのかというと、nを直方体の個数として

(密度)×(直方体の体積1)×(重力加速度)

+(密度)×(直方体の体積2)×(重力加速度)

+(密度)×(直方体の体積3)×(重力加速度)

+・・・

+(密度)×(直方体の体積n)×(重力加速度)

=(密度)×(重力加速度)×{(直方体の体積1)+ (直方体の体積2) + (直方体の体積3) +・・・+ (直方体の体積n)}

=(密度)×(重力加速度)×(全体の体積)

この様に因数分解をして、細切りにした直方体の体積を全て足せば元の物体の体積になるということを用います。

そのほかの回答(1件)

数式的には@nanahirafan さんの言うとおりです.

直観的には,そもそも浮力のアルキメデスの原理(即ち,物体が押し除けた液体の重さ分の浮力を受ける)は次のように理解できます.

例えば水に何かしらの物体を入れたときに物体によって水が押し除けられている部分を考えます.周りの水にとっては,そこに在るのが水であろうが物体であろうが関係ないので,物体を入れる前の水が在った時と同じ力Fで押し続けます.物体を入れる前は,そこに在った水が力Fで支えられていたのですから,物体も同じ力Fを周りの水から受けます.

このように考えると,例えば浮力を受ける物体がぐにゃぐにゃであろうが,物体の下半分だけが水に入れられていようが,物体が押し除けた分の液体の重さと同じ浮力を受けるのが直観的にわかると思います.

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