物理学

お風呂で体が軽く感じる現象、これは古代ギリシャの賢者、アルキメデスが見つけた法則で説明できます。この法則は、アルキメデスの原理と呼ばれ、水の中にある物は、押しのけた水の重さの分だけ軽くなるというものです。これをもっと詳しく見ていきましょう。水を張った桶に、ある物体を沈めるとします。すると、物体は桶の中の水を押しのけ、水位が上がります。この時、押しのけられた水の重さと等しい大きさの力が、下から上へと物体を押し上げます。これが浮力と呼ばれるものです。浮力は、水だけでなく、あらゆる液体や空気中でも働きます。例えば、空気で膨らませた風船を考えてみましょう。風船は周りの空気を押しのけています。そして、押しのけられた空気の重さと等しい浮力を受けます。風船の重さがこの浮力よりも小さければ、風船は空へと浮かび上がります。反対に風船の重さが浮力よりも大きければ、風船は地面に落ちてしまいます。同じ大きさの物でも、軽い物は浮きやすく、重い物は沈みやすいのは、このためです。例えば、同じ大きさの木の板と鉄の塊を水に浮かべるとします。木の板は軽く、押しのけた水の重さと等しい浮力が木の板の重さよりも大きいため、浮かびます。一方、鉄の塊は重く、押しのけた水の重さと等しい浮力が鉄の塊の重さよりも小さいため、沈んでしまいます。このように、アルキメデスの原理は、物が液体や空気中で浮いたり沈んだりする現象を説明する重要な原理です。私たちが日常で感じる、お風呂での体の軽さや、空に浮かぶ風船なども、全てこの原理によって説明できるのです。