浮力と重力の関係とは？公式・体積との関係と浮き沈みの条件

この記事の要点

液体中の物体には浮力（上向き）と重力（下向き）が同時に作用し、両者の大小関係が物体の浮き沈みを決める。

浮力は「液体の密度×物体の体積×重力加速度」で求められるため、液体の種類や物体の沈む体積によって変化する。

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！大好評の用語集と図解集のセット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット(※既に26人にお申込みいただきました！）

液体中の物には浮力（ふりょく）と重力（じゅうりょく）が同時に作用します。

浮力は物を押し上げる上向きの力、重力は下向きに作用する力です。よって浮力＝重力のとき、物は静止します。

浮力＜重力のとき、下向きの力が大きいので物は沈みます。浮力＞重力のとき、上向きの力が大きいので物は浮き上がるでしょう。

このように浮力と重力の関係が、物の浮き沈みに関係します。

今回は浮力と重力の関係、意味、公式、体積との関係について説明します。浮力、重力の詳細は下記が参考になります。

浮力とは？建築基礎への影響と浮き上がり検討の考え方

1g（いちじー）とは？重力加速度9.8m/s²の意味・単位・2gの大きさを解説

浮力と重力の関係は？公式

液体中の物は、浮力と重力の関係で「静止」「浮き上がる」「沈む」などの動きが決まります。浮力と重力の関係を下記に整理しました。

浮力＝重力のとき⇒　静止

浮力＜重力のとき⇒　沈む

浮力＞重力のとき⇒　浮き上がる

液体中の物には浮力（ふりょく）と重力（じゅうりょく）が同時に作用します。下図に示しました（※液体は水とします）。

浮力は物を押し上げようとする上向きの力、重力は物を沈めようとする下向きの力です。

図　浮力と重力の関係

物に生じる浮力と重力は下記の公式で算定します。

浮力＝液体の密度×物の体積(※)×重力加速度

重力＝物の密度×物の体積×重力加速度

浮力、重力の詳細は下記が参考になります。

浮力とは？建築基礎への影響と浮き上がり検討の考え方

1g（いちじー）とは？重力加速度9.8m/s²の意味・単位・2gの大きさを解説

100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒　いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

浮力と重力、体積の関係

浮力は下式で計算しました。

浮力＝液体の密度×物の体積(※)×重力加速度

浮力を求めるときの「物の体積」は、物体が液体を押しのけている部分の体積です。

下図のように箱が半分だけ液体に浸かっているなら、箱の半分の体積分の浮力が作用します。

図　浮力の物の体積

下図のように液体中に物が全て浸かっているときは、全体積が液体を押しのけています。この場合、普通に箱の体積を計算すれば良いですね。

図　浮力と重力の関係

浮力とは？建築基礎への影響と浮き上がり検討の考え方

浮力と密度・体積の関係：アルキメデスの原理と浮き沈みの判断

混同しやすい用語

浮力

液体が物体を押し上げようとする上向きの力。

大きさは「液体の密度×液体を押しのけた体積×重力加速度」で決まる。

重力が常に物体固有の質量に依存するのに対して、浮力は液体の密度と物体が沈む体積に依存する点が異なる。

重力

物体を下向きに引く力。

大きさは「物体の質量×重力加速度」で決まり、液体の種類に関係しない。

浮力が液体との相互作用で生じるのに対して、重力は物体自体の質量と地球の引力によるものである。

浮力と重力を整理した表を示します。

項目	内容	備考
浮力＝重力	物体は静止する	水中に浮いた状態で力が釣り合う
浮力＜重力	物体は沈む	下向き力が上向き力を上回る
浮力＞重力	物体は浮き上がる	上向き力が下向き力を上回る

まとめ

今回は浮力と重力の関係について説明しました。液体中の物には浮力と重力が同時に作用します。

浮力と重力の関係で、物が「沈む」「浮き上がる」ことが決まります。まずは浮力の求め方を勉強しましょう。

浮力とは？建築基礎への影響と浮き上がり検討の考え方

浮力と密度・体積の関係：アルキメデスの原理と浮き沈みの判断

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

理解度チェック

浮力と重力の大小関係で物はどうなりますか？

答えを見る

浮力＝重力のとき静止、浮力＜重力のとき沈む、浮力＞重力のとき浮き上がります。

浮力と重力の公式は？

答えを見る

浮力＝液体の密度×物の体積×重力加速度、重力＝物の密度×物の体積×重力加速度で求めます。

浮力を求めるときの「物の体積」とは？

答えを見る

物体が液体を押しのけている部分の体積です。半分浸かれば半分の体積分、全部浸かれば全体積分の浮力が作用します。

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営（16年以上）。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学（改訂版）」（工学社）。

わかる構造力学わかる構造力学（改訂版）

▼用語の意味知らなくて大丈夫？▼

浮力と重力の関係とは？公式・体積との関係と浮き沈みの条件

浮力と重力の関係は？公式

浮力と重力、体積の関係

まとめ

理解度チェック

▼用語の意味知らなくて大丈夫？▼

▼同じカテゴリの記事一覧▼

▼カテゴリ一覧▼

▼他の勉強がしたい方はこちら▼

二級建築士の構造を独学で攻略

わかる1級建築士の計算問題解説書

わかる2級建築士の計算問題解説書！

【30%OFF】一級建築士対策も◎！構造がわかるお得な用語集

プロフィール

建築の本、紹介します。▼

同じカテゴリの記事一覧