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潜水業務

潜水士 令和5年 7月~12月実施分 潜水業務 問2

問題・正答・学習用解説

問題

浮力に関し、誤っているものは次のうちどれか。

選択肢

  1. (1)
    水中にある物体が、水から受ける上向きの力を浮力という。
  2. (2)
    水中に物体があり、この物体の質量が、この物体と同体積の水の質量と同じ場合は、中性浮力の状態となる。
  3. (3)
    海水は淡水よりも密度がわずかに大きいので、作用する浮力もわずかに大きい。
  4. (4)
    圧縮性のない物体は水深によって浮力は変化しないが、圧縮性のある物体は水深が深くなるほど浮力も大きくなる。
  5. (5)
    体積が同じ物体であれば、質量が異なっても、作用する浮力の大きさは同じである。

正答と解説

正答:(4)

正答の考え方

正解は選択肢4です。圧縮性のある物体は、水深が深くなって周囲圧が上がると体積が小さくなります。浮力は押しのけた水の体積に比例するので、体積の減少に伴って浮力も小さくなり、「深いほど大きくなる」は逆です。

各選択肢の解説

選択肢1

選択肢1は正しい記述です。水中の物体が押しのけた水の重さに等しい上向きの力を浮力といいます。

選択肢2

選択肢2は正しい記述です。物体の平均密度が水と等しければ、重力と浮力がつり合い、浮上も沈降もしない中性浮力になります。

選択肢3

選択肢3は正しい記述です。海水は塩分を含み淡水より密度が高いため、同じ体積を沈めたときに押しのける水の質量が増え、浮力も大きくなります。

選択肢5

選択肢5は正しい記述です。完全に水中へ沈んだ同体積の物体なら、押しのける水の体積は同じなので、物体自身の質量が違っても浮力の大きさは同じです。

周辺知識

アルキメデスの原理では、浮力=液体の密度×重力加速度×排除体積です。ドライスーツや浮力調整具の空気は圧縮性があるため、潜降すると浮力が減り、浮上すると空気が膨張して浮力が増えます。