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科学のお話

2016年5月28日(土)

水に浮くモノ、沈むモノ

 どうしてモノは水に浮かんだり、沈んだりするのでしょうか?こういう質問をすると多くの人は、「軽いモノは浮かび、重いモノは沈む」と答えるでしょう。果たしてそれは正解なのでしょうか。
 例えば、1000gの発泡スチロールと100gの鉄のかたまりを水に入れるとすると、どうなるでしょう。重い発泡スチロールは沈むけど、軽い鉄は浮かぶのでしょうか?そんなことはないですよね。やはり、軽くても鉄は沈むけれど、重いけど発泡スチロールは浮かびます。体積(かさ)がぜんぜん違います。一定の体積で比べてはじめて、水より重いモノは沈み、軽いモノは浮かびます。この一定の体積あたりの重さを密度といいます。つまりそのモノの密度が水より大きい場合は沈み、小さい場合は浮かびます。
 ちなみに、室温での水の密度は1.00g/㎤で、鉄は7.87g/㎤で、発泡スチロールは0.01~0.03 g/㎤程度です。

 さて、ここでもう1つ質問です。
「1円玉は水に浮かぶでしょうか? 沈むでしょうか?」
1円玉はアルミニウムからできていて密度は2.70g/㎤です。水の2.7倍もあります。上記の密度で考えると、水に浮かばないと思いますよね。でも実は、1円玉を水面に対して平らになるように静かに置くと、浮かべることができるのです(写真参照)。ぜひ、やってみて下さい。
 それでは「どうして水より密度が大きい1円玉は浮かぶのでしょうか?」

 まず、1円玉を水に浮かべて、その様子を観察してみましょう。
 次の質問です。その水に浮いた1円玉と水面を真横から見ると、どのように見えるでしょうか?

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