近ごろの私は、「受験までにこのシリーズを何周回せるか」を真剣に考え始めています。何回も繰り返し読む価値があります。
実験対決 29. 体積と浮力の対決
理科実験室①家で実験
実験1 沈むミカンと浮かぶミカン
・皮をむくと沈むミカン
実験2 動く干しぶどう
・炭酸飲料のなかで動く干しぶどう
理科実験室②世界を変えた科学者
ジャック・シャルル
・気体の温度と体積の関係を表したシャルルの法則(一定の圧力では、気体の体積は絶対温度に比例して増加する)を発表
・気体の浮力を研究して、空に浮かぶ気球を開発したことでも有名
理科実験室③生活の中の科学
私たちのまわりの浮力
洋便器のタンク
・水がいっぱいになると軽い「浮きゴム」は浮力を受けて徐々に上に上がり、一定の高さになると浮きゴムにつながっている棒がバルブを閉めて水を入れないようにします。
船の船体
魚の浮き袋
・魚が浮き袋を使って水中を上下に移動する仕組みを真似て、浮力調整機が作られた。
飛行船
・飛行船の高さは、飛行船内部にある2つの空気袋に空気を入れたり抜いたりして調整しています。
理科実験室④対決の中の実験
この実験は
アルキメデスの原理
「水中の物体に働く浮力は、物体が押しのけた水の体積と同じ」
を証明しています。実験で50gのおもりと木片を水に入れて重さを量ると、おもりは42g、木片は10gでした。普通に量ったときより、おもりは8g、木片は40g軽くなっていました。
そして、それぞれビーカーから溢れてシャーレに溜まった水の重さを量ると、おもりは8g、木片は40gでした。つまり水中で物体は浮力を受けて軽くなり、その浮力の大きさは溢れ出た水の重さと同じだということが分かります。また、体積が大きな木片のほうがおもりより受ける浮力が大きく、浮力が大きいと木片のように水に浮くことが分かります。
理科実験室⑤理科室で実験
潜水艦の実験
・空気を抜くと潜水球が沈み、再び空気を入れると潜水球は浮かぶ
理科実験室⑥実験対決豆知識
浮く力、浮力
体積と浮力の関係
同じ重さの物体でも水の中に浸かる体積が大きければ、より大きな浮力を受けられます。
密度と浮力の関係
物体を水中に入れた時、密度が水より大きいと沈み、密度が水より小さいと浮かびます。
気体の浮力
水中と同じく空気中にも浮力が存在します。ヘリウムガスが入った風船を手から離すと、空に舞い上がってしまいますが、これは空気の浮力を受けたからです。しかし、口から空気を入れた風船は空へ上がらず地面に落ちます。これは大気中にある空気の密度より、私たちが口から出す空気の密度が大きいからなのです。