浮心とは？1分でわかる意味、求め方と定義、重心との違い

この記事の要点

浮心とは浮力の作用する点（中心）であり、物体が液体を押しのけている体積の中心と一致する。

重心が重力の中心であるのに対して浮心は浮力の中心であり、この位置関係が浮体の安定性に直結する。

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浮心（ふしん）とは、浮力（ふりょく）の中心を意味します。浮力が作用する点です。

浮力は液体による物を押し上げようとする力で「物体が押しのけている液体の重さ（重さ≒体積×密度）」です。

つまり、浮心は体積の中心とも言えます。似た用語に「重心（じゅうしん）」があります。重心とは重力の中心です。

物体の密度が一様な場合、重心は物体の体積の中心にあります。

今回は浮心の意味、求め方と定義、重心との違いについて説明します。浮力、重心の意味は下記が参考になります。

浮力とは？1分でわかる意味、原理、公式、体積、単位、重力との関係

重心とは？1分でわかる簡単な意味、定義、求め方、公式

浮心とは？

浮心（ふしん）とは、浮力の中心です。浮力は液体による物を押し上げようとする力です。

浮力の大きさは「物体が押しのけている液体の体積分の重さ」です。液体（例えば水）の密度は一様ですから、

体積の中心＝浮心

といえます。下図に浮心を示しました。

図　浮心

浮心は物体が押しのけている液体の体積の中心でした。下図のように、物体の形状や押しのける体積の大きさに応じて、浮心の位置は変わります。

図　浮心と浮力の大きさ

なお浮心は浮力の作用する点です。似た用語に「重心（じゅうしん）」があります。重心は、重力の作用する点です。浮力、重心の意味は下記が参考になります。

浮力とは？1分でわかる意味、原理、公式、体積、単位、重力との関係

重心とは？1分でわかる簡単な意味、定義、求め方、公式

浮心と重心の位置関係は、物体（構造物、船など）の安定に大きく影響します。下図をみてください。浮心と重心の位置関係を示しました。

図　浮心と重心の関係

物体を水中に浮かべた瞬間、物体の重さが浮力より大きければ物体は沈みます。

ただし、物体が沈むほど「水中にある体積（水を押しのけた体積）」は大きくなるため、浮力も増加します。

「浮力＝物体の重さ」になると水中で静止した状態になるでしょう。それでも「浮力＜物体の重さ」になる場合、物体は水中に沈みます。

重心の位置は変わりませんが、浮心は物体が水中に浸かるほど上に移動します。

船は水中で静止しています。上記の関係を利用して「浮心＝重さ」の状態を保っているのです。浮力に対する物体の安定性については、下記が参考になります。

浮体とは？1分でわかる意味、安定性と原理、復元力

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浮心の求め方と定義

浮心の定義は

水を押しのける物体の体積の中心

です。よって浮心を算定するためには、体積の算定が必要です。あるいは「浮力＝重さ」の式を用いて浮心を逆算することも可能です。

浮力＝物体の面積×物体の底面から水面までの距離（＝浮心×2）×水の単位体積重量

浮心の求め方の詳細は下記が参考になります。

浮心の求め方は？3分でわかる求め方、物体が浮くための条件、アルキメデスの原理との関係

浮心と重心との違い

浮心と重心の違いを下記に示します。

浮心　⇒　浮力の中心。浮力の作用する点のこと。水を押しのける体積の中心といえる。

重心　⇒　重力の中心。重さの作用する点のこと。物体の密度が一様な場合、体積の中心と一致する。

下図をみてください。浮心と重心の位置を示します。

図　浮心と重心

物体の密度が一様な場合、重心の方が浮心よりも上にあります。

前述したように、重心の位置で安定・不安定が決まるので、船体の設計では浮心と重心の位置関係が重要になるでしょう。

混同しやすい用語

浮心

浮力の中心、すなわち物体が液体を押しのけている体積の中心。物体が傾くと浮心の位置は移動する。

重心が物体の質量分布で決まり位置が変わらないのに対して、浮心は水中に浸かる体積の形状に応じて変化する。

重心

重力の作用する点。物体の密度が一様な場合は体積の中心と一致し、物体の向きが変わっても相対位置は変わらない。

浮心が液体との相互作用で決まるのに対して、重心は物体固有の質量分布によって決まる点が異なる。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では、浮心と重心の定義の違いや、位置関係と浮体の安定性に関する問題が出題される。

「浮心＝浮力の中心・体積の中心」「重心＝重力の中心」と明確に区別して暗記しておこう。

浮心を整理した表を示します。

項目	内容	備考
浮心	浮力の中心＝液体を押しのける体積の中心	物体が傾くと浮心の位置は移動する
重心	重力の中心＝物体の質量分布の中心	物体の向きが変わっても相対位置は変わらない
位置関係	密度一様な物体では重心が浮心より上にある	重心と浮心の位置関係が浮体の安定性に影響する