ー問いー
同じ体積で質量が違う5つの物体がある。質量の差は下のようになる。
①＜②＜③＜④＜⑤
①及び、③、④の物体の位置を図中に示しなさい。
浮力の難しさ
浮力についての理解度が試される問題です。浮力って本当に難しいですよね。
同一体積で質量が増えるということは言い換えると密度が大きくなるということです。この問題に対して多くの生徒は
このように考えます。まんまと引っかかってしまいました。
でも正解は
こうなります。理由を解説したいと思います。
解説
この問題の肝は②をどう考えるかです。②を水に浮いていると考えるからこの問題は難しくなるのです。実は②は水に浮いていません。その証拠に②は物体が完全に水中にあります。ということは②にはたらく浮力と重力は釣り合っているということになるのです。これをスキューバダイビングの世界では中性浮力と呼ぶそうです。密度が1（水と全く同じ）では物体は水中のどこにでも静止できるという状態を指します。（※海中では浮力が増すので中性浮力を得るためには密度が1より少し小さくなります。）
つまり、②の物体は水中のどこでも静止できる密度1の状態だということです。対して③④⑤は密度が1より大きいということになるので、水底に完全に沈むことになるのです。
物事を論理的に考えるということは本当に難しいことだと思います。こういった問題を解くことで論理的に考える力をつけることができると感じました。