なぜ鉄の船やカヌーは、あんなに重いのに浮くの?
まず、答え
船が浮くのは、水が船を上へもち上げる力(浮力)があるからです。船は中が空どうで広い形をしていて、たくさんの水を押しのけます。押しのけた水の重さのぶんだけ、浮く力が生まれます。
どうして?
水の中に物を入れると、まわりの水が、その物を上へおし上げようとします。これが浮力です。押しのけた水の重さと、同じだけの力で持ち上げられます。
鉄のかたまりは、小さくて押しのける水が少ないので沈みます。でも同じ鉄でも、船の形(中が空どうで広い)にすると、たくさんの水を押しのけるので、浮くのです。
もう一歩
物が浮くか沈むかは、「その物の重さ」と「押しのけた水の重さ」のくらべっこです。押しのけた水のほうが重ければ、浮きます。だから、同じ鉄でも、広げて水をたくさん押しのける形にすれば、浮くのです。
船に荷物をのせると重くなり、より深く沈んで、より多くの水を押しのけて、つり合います(だから船には、どこまで沈んでよいかの目じるし=喫水線があります)。カヌーも、細長いけれど中が空どうで、人と荷物の重さのぶんの水を押しのけて浮きます。乗りすぎると、押しのける水が足りなくなって、しずんでしまいます。
へぇ、となる話
巨大なタンカーは、何万トンもの鉄でできているのに、海に浮きます。押しのける水の量が、とほうもなく大きいからです。形しだいで、鉄も水にうくのです。
身のまわりの同じしくみ
おふろでうくおけ、ペットボトル、うきわ、船やカヌー、アルミホイルで作った船。どれも、水が押し上げる力で浮いています。