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第1回船は鉄の塊なのにどうして浮くの?

お風呂に入ると、自分の体が軽くなることを経験したことがあるでしょう。それは体に浮力が働いているからです。

水の中に置かれた物体には、それが排除した水の重さ(重力)に等しい浮力という力が働くのです。この原理は紀元前250年頃ギリシャの科学者アルキメデスによって発見され、アルキメデスの原理と呼ばれています。

今、1kgの鉄の球があったとします。これは直径6.24cmの、テニスボール(6.51±0.16cm)よりちょっと小さい、体積が約127cm3の球になります(鉄の密度は7.86)。これを水の中に置くと、この鉄球には鉛直下向きに1kg重の重力と、鉛直上向きに約0.127kg重の浮力が働きます。下向きの力のほうが大きいので、鉄球は沈んでしまいます。

この鉄球を、風船のようにバスケットボール(中学生用は直径約23cm)大に膨らませると、中に2kgの砂を入れても、半分ほど水面に顔を出します。この時水面下の体積は約3000cm3で3kg重の浮力を生じ、重力3kg重と釣り合います。

ですから、重い物を運ぶ船は、浮力を大きくするため、船体を大きくして水面下の体積を大きくする必要があります。

船は鉄の塊なのにどうして浮くの? 解説図:重力と浮力の関係

(社)神戸海事広報協会のホームページから引用

(社)神戸海事広報協会

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