浮力

浮力の意味

浮力は、水などの流体の中にある物体が受ける上向きの力です。中学受験では、水中に入れた物体をばねばかりでつったときの値や、浮く・沈む条件を考えます。空気中より軽く見えても物体そのものの質量が減ったわけではなく、上向きの力が加わったと捉えることが大切です。

ばねばかりの読み方

空気中で200g重を示す物体が、水中で150g重を示したなら、差の50g重が浮力に当たります。これは重力と浮力を合わせた結果として、ばねばかりが支える力が小さくなったためです。目盛りの単位がNなどの場合は、問題の指定に従って計算します。

沈んだ体積との関係

水中の部分が押しのける水の重さに相当する浮力が働きます。同じ水で比較するなら、水中に入った体積が大きいほど浮力は大きくなります。物体全体が水中に入った後は、通常の基本問題では深く沈めるだけで浮力が増え続けるわけではありません。

浮いている場合

静かに浮いている物体は、下向きの重力と上向きの浮力がつり合っています。物体の一部が水面から出ている場合、浮力に関係するのは水中部分の体積です。物体全体の体積をそのまま使わないようにし、図の水面の位置を確認しましょう。

学習の振り返り

重力、浮力、ばねばかりの支える力を矢印で分けて描きます。過去問の誤りは、水中部分の読み違い、差の取り方、力と質量の混同に分けて記録します。物体が容器の底に触れるなど別の力が働く場合は、浮いている場合と同じつり合いにしないことも重要です。