3. 船は何故、浮ぶのだろうか?
水より重い鉄で作られた船が浮んでいる。何故だろうか。
小学校も高学年になっている皆さんは解っているでしょうが、これは図のように水を満した容器に船を浮べると水が溢れます。
この溢れた水の重さと船全体の重さが等しいということになり、また、水面下の船底部表面にはこれに相当した力(浮力)が作用して船体が浮ぶことができることになります。
少し難しい表現をすれば
と書き現わすことができます。
また、船が海上に出れば、波や風の影響で揺れたり傾いたりします。しかし、そう簡単には転覆しません。
それは、水に浮んでいる船には次のように、船全体の重さの中心(重心)と、船を浮ばせる力(浮力)が作用している中心(浮心)が、釣り合いを保って図のように船体に働き、船の傾きを元に戻そうとする力(復元力)で元に戻ります。(A図)
しかし、重心の位置が上にあるとB図のように、元に戻そうとする力が小さくなり、不安定な状態となって、更に傾きが増すと転覆することにもなります。
したがって、船の安定のためには重心の位置を低くすることが大切で、皆さんも乗船したら、低い姿勢を保ち、立ち上らないように心がけて下さい。