§15 流体から受ける力

流体から受ける力についてです。

まず，流体という言葉を聞いたことがありますか？

液体と気体のことを総称して流体といいます。

この項目を理解するのに必要な知識がありますのでおさえていきましょう。

まずは圧力です。

1㎡（単位面積）あたりにはたらく力のことをいいます。

ここでつけておきたい考え方は，もちろん定義も大事ですが，圧力のイメージです！

定義から考えれば，同じ力がはたらくとき，

面積が小さい方が圧力が大きいということになりますね？

これをもっとイメージしやすくします。

画鋲を指と指で挟んでいる状態をイメージしてください。

そのままぎゅっと指に力を入れるとどうなりますか？

指に刺さって痛いと思います…そう，つまり痛い方が圧力が強いということです。

痛いのは面積の小さい方ですよね？

面積が小さいほど圧力が大きい，図のような式になります！

次は水圧です。水圧とはその名の通り水による圧力のことです。
潜水艦などでイメージできると思いますが，深くなるほど水圧は大きくなります。

水圧の大きさに関しては下の図のように考えれば導かれます。
水深hに比例していることがわかりますね。

また，補足しておくと，大気圧の大きさp0も考慮すると，
水圧の大きさは p0+ρVg となります。

それでは流体から受ける力について説明します。

水の中に入るとふわふわした感じになりますよね？
それが流体から受ける力です。

そう，浮力ですね！

それでは浮力が生じる原因は何なのでしょうか…

実は，物体にはたらく水圧の合力が浮力になっているのです！

つまり，物体にはたらく水圧について計算してみると浮力が求まります！

浮力の式について注意しなければならないことは
　・密度は流体の密度
　・体積は物体の体積
です。間違えないように注意しましょう。