【小6理科／浮力】水に浮くかどうか調べる方法｜中学受験のツボ［理科編］

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目の前にあるモノが水に浮くかどうか調べる方法としては、「浮力と重力」、そして「密度」がよく使われます。

このふたつの考え方は、本質的には同じです。とはいえ、計算や考え方が違っているように見えるので、それぞれを区別して理解できているか確認しておきましょう。

今回は、目の前にあるモノ（※）が、体積50㎤、質量60gであった場合について考えてみます。

※理科の世界では、本来は「物体」と「物質」を区別して表記します。特に、この記事の後半に出てくる「密度」の箇所に関しては「物質」と表記するべきですが、煩雑さを防ぐためにすべて「モノ」で統一しています

浮力の大きさ

浮力の大きさは、モノを液体の中に入れることによって押しのけられた「液体の重さ」と等しくなります（※）。

今回の問題では、体積50㎤のモノを水に入れることで、水50㎤が押しのけられます。水50㎤は質量50gなので、このモノにはたらく浮力も50ℊぶんの重力となります。

このモノには、重力によって「60g」ぶんの重さが下向きに、そして浮力によって「50g」の重さが上向きにはたらきます。

両者を比べると下向きにはたらく力のほうが大きいため、モノは水に沈みます。

今回のような「モノが水に沈む」という条件を式で表すと、「浮力＜重さ」となります。つまり「体積の数字＜質量の数字」ということです。

このように、水に浮くか沈むかは、重力と浮力の大きさで考えることができるのですね。

※保護者向け

厳密には、浮力は「力」です。そのため正しくは、押しのけられた液体にかかる「重力」の大きさと等しい、となります。

しかし中学受験の段階では、質量の意味として「重さ」を使うことが多いため、ここでは「浮力＝重さ」とし、文中でも「重さ50g」という表現を使用しています