浮力

定義

浮力とは、流体（液体や気体）の中にある物体に対して、下から上向きに働く力であり、その大きさは物体が押しのけた流体の重さに等しい。

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水の中に物体を入れると、軽くなるように感じる。これは、物体の下側の方が上側よりも強く押されるためである。
つまり、流体から受ける圧力の差によって、上向きの力（浮力）が生じる。

例えば、水中に沈めたボールは、手を離すと上に浮かび上がる。これは浮力が重力より大きいためである。逆に、石のように沈むものは、浮力よりも重力の方が大きい。

数式

浮力の大きさは、アルキメデスの原理により次の式で表される。

\[F = \rho g V\]

ここで、
\(\rho\) は流体の密度（kg/m³）、
\(g\) は重力加速度（m/s²）、
\(V\) は物体が押しのけた流体の体積（m³）である。

ポイント

• 浮力は「物体の体積」ではなく「押しのけた流体の体積」で決まる
• 浮くか沈むかは、浮力と重力の大小関係で決まる
• 浮力は圧力の差から生じる力であり、流体中であれば気体でも働く