なぜ、船は浮くのだろう？

その答えは、見た目よりもシンプルで、何世紀も前に海洋探査の解決策を必要としていた船乗りやエンジニアによって明らかにされました。 つまり、2つのコンセプトの助けを借りて答えることができるのです。

そこで、疑問を解消するために、密度とアルキメデスの原理についてもう少し理解しておこう。

密度

密度とは、物質の単位体積あたりの質量の割合から定義されるお菓子で、船などの物体が浮くためには、その質量が大きな体積に分布している必要があります。

つまり、「なぜ船は浮くのか」を簡単に言うと、「平均密度が水より小さいから」なのです。

船の内部の多くは空気でできているので、たとえ重い鋼鉄の化合物があっても、浮くことができるのです。

例えば、釘と発泡スチロールの板を比べると、釘の方が軽くても、発泡スチロールの密度が低いので沈んでしまうのと同じ原理です。

アルキメデスのげんり

アルキメデスは、紀元前3世紀に生きたギリシャの数学者、技術者、物理学者、発明家、天文学者で、その研究の中で、次のような原理を提唱しています：

"流体中に浸されたすべての身体は、垂直上方に力（推力）の作用を受ける。その強さは、身体によって置き換えられた流体の重量に等しい。"

この場合、「なぜ船は浮くのか」という問いに、「水が船を押し上げるから」という答えになります。

例えば、1,000トンの船は、1,000トンの水と同等の力を船体に与え、その支持を確保します。

荒れた海でも船が浮くのはなぜ？

船は、波による揺れがあっても浮き続けるように設計されています。 これは、重心が推力中心より下にあるため、船のバランスが保たれているためです。

物体が浮いているときは、この2つの力が作用しています。 2つの中心が一致しているときは、平衡は無関心です。 したがって、物体は最初に置かれた位置にとどまるだけです。 ただし、完全に水に浸かっている場合は、このケースが多くなります。

一方、船のように部分的に浸かる場合は、傾斜によって水の動く部分の体積が変化し、推力の中心が変化します。 浮力は、バランスが安定しているとき、つまり、体が最初の位置に戻ることができるときに保証されます。

情報源 : アゼヘブ、ブラジル学校、EBC、ウェグ博物館

画像 : CPAQV、ケンタッキー州の先生、ワールドクルーズ、ブラジル学校