すべての液体は流体ですが、興味深いことに、すべての液体が液体であるとは限りません。 気体など、流れることができるものはすべて流体であり、浮力を生み出す可能性があります。 浮力は、物体の下の圧力が高い領域が圧力が低い領域に向かって上向きに力を加えるときに発生します。 ただし、流体が及ぼす浮力の量は、オブジェクトの体積とアルキメデスの原理に従って決定されます。
パスカルと圧力
流体圧力の違いが浮力にどのように影響するかを理解する前に、まず流体内で圧力がどのように動作するかを理解する必要があります。 パスカルの原理は、閉鎖系内の任意の場所で圧力が変化すると、その圧力変化はそのシステム内のすべての点で、すべての方向に等しく感じられると述べています。 この原理は、油圧システムが機能することを可能にするものです。 また、圧力に影響を与える追加の要因がない体液内では、圧力が一定かつ均一に保たれることも示しています。 しかし、地球上では、通常、流体の圧力に変動を引き起こす他の力が少なくとも1つあり、その力は重力です。
深さと違い
重力は、質量を持つすべてのものを引き下げます。 したがって、重力が体液を下向きに引っ張ると、体の上部にある体液の重量が 下部の液体を積み上げ、その中で下に移動するにつれて圧力が増加するグレードを作成します 体液。 たとえば、湖の奥深くに潜ると、深く潜ると耳に圧力がかかり、おそらく体に圧力がかかるようになります。 下向きの水泳をやめると、下の圧力が高くなると、圧力の低い領域に向かって押し上げられます。 このように、重力は圧力ダイナミクスを作成しました。これは、水中のオブジェクトの上よりも下の方が常に大きな圧力になることを示しています。
アルキメデスと金額
ギリシャの哲学者で数学者のアルキメデスは、この圧力の理解をさらに一歩進め、理解を深めました 流体がオブジェクトに一定量の上向きの力を加えて、オブジェクトを上昇させて浮かせるか、または シンク。 彼は、上向きの力は、水没した物体によって押しのけられた水の重量に等しいと判断しました。 たとえば、水の重さは1立方センチメートルあたり1グラムです。 25立方センチメートルの体積のボールを沈めると、25グラムの水が押しのけられます。 したがって、そのボールに生じる浮力は25ニュートンになります（ニュートンは力を測定する単位です）。 ただし、この浮力は、物体の質量ではなく、常に押しのけられた水の質量に基づいています。
決定者としての密度
密度は、最終的に、オブジェクトが流体内で浮くか、沈むか、中性浮力を維持するかを決定する要因です。 たとえば、その25立方センチメートルのボールが中空で空気で満たされている場合、ボールが移動した25グラムの水よりも軽くなり、浮きます。 ボールが鉄などの密度の高い材料でできている場合、ボールははるかに重くなり、水域の底にすばやく沈む可能性があります。 ただし、正確に25グラムの重さのボールを水没させた場合、浮力によってボールが水面まで押し上げられることはなく、単に沈むのを防ぎます。 このボールは、外力が作用するまで、流体の本体内で中性浮力を維持します。