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・オモシロ問題 ー 沈める! 浮く? ー・

2022.03.08文理融合学科

沈める! 浮く?

 1辺の長さが1mの発泡スチロールの立方体が、プールにプカプカ浮いています。プールサイドから手を伸ばして、これを上から押して沈めることを想像してみましょう。押せば、下にある水からグイグイ押し上げられるような、水が反発するような力を感じるはずです。この力は、浮き輪で実際に体験したことがあると思います。

 では、問題です。

1)この立方体を、完全に水面下に沈めてしまうには、何キログラムのオモリを乗せればよいでしょうか。
・・・相撲取り(体重200kg近くある照ノ富士関)?
・・・4トントラックだったら間違いなく沈む?

2)ところで、4トントラックって、車自体の重量が4トンあるってこと?

3)1トンとは、どういう重さ? どんな量と同じ?

4)立方体が水面から1m以上水没した時点でオモリを取り除いた場合、立方体は再び浮き上がることができるでしょうか?

5)立方体を深海1000mの深さに持って行ったとします。
ものすごい水圧がかかります。上には1000m分の海水があります。このとき立方体は浮くでしょうか?(水圧により圧縮され体積が小さくなることはないものとします。)

6)1000mの海底に到着し、立方体の底の面が岩盤にピタリと接地したとします。こうなったら浮くでしょうか。
・・・昔、ロシアの潜水艦が故障してどんどん沈んでいき、船底が海底についたとたんに完全に浮き上がれなくなった、という話を聞いたことがあるけど・・・・。そもそも潜水艦って、どうして沈んだり浮いたりできるんだろう??

問題作成:文理融合学部(2022開設) 教授 前田芳男

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