浮力（アルキメデスの原理）
物体の密度・体積と液体の密度を変えると、浮く・沈む・中立がどう決まるかを浮力ベクトルと力のつり合いで体感します F = ρ_液 × V_沈 × g。
600 kg/m³
3.0 L
1000 kg/m³
状態
—
重力 W = ρ物·V·g
—
浮力 F = ρ液·V沈·g
—
沈んだ割合 V沈 / V
—
水槽の断面（浮力↑ と 重力↓ の矢印）
力のつり合い（浮力 と 重力）
重力 W ↓
—
浮力 F ↑
—
合力（正味）
—
液体に入れた物体は、押しのけた液体の重さと同じ大きさの上向きの力を受けます。これがアルキメデスの原理で、この上向きの力を浮力といいます。
浮力は
つまり浮く・沈むは密度の大小だけで決まり、
浮力は
F = ρ_液 × V_沈 × g（ρ_液=液体の密度、V_沈=沈んでいる体積、g=重力加速度）。物体の重さ W = ρ_物 × V × g とつり合うところまで沈みます。つまり浮く・沈むは密度の大小だけで決まり、
ρ_物 < ρ_液 なら浮き、等しければ中立、大きければ沈みます。スライダーで密度と体積を変えて確かめましょう。
いま何が起きている？
ここがポイント
- 浮力 = 押しのけた液体の重さ ──
F = ρ_液 × V_沈 × g（アルキメデスの原理）。 - 浮き沈みは密度の大小で決まる ── ρ_物 < ρ_液 で浮き、= で中立、> で沈む（体積には依らない）。
- 浮く物体の沈む割合 ── 釣り合いから
V_沈/V = ρ_物 / ρ_液。氷が水に約9割沈むのはこのため。 - 同じ物体でも液体が変わると変化 ── 海水（密度大）では水より浮き、油（密度小）では沈みやすい。