浮力計算ツール

公式

アルキメデスの原理によれば、浮力は水没した物体が押しのけた流体の重さに等しくなります。

• F = ρ · V · g

ここで F はニュートン（N）で表した浮力、ρ（ロー）は kg/m³ で表した流体の密度、V は m³ で表した水没体積、g は重力加速度で 9.81 m/s² とします。押しのけられた流体の質量は単に m = ρ · V であり、その重さ（ρ · V · g）が、まさに物体が受ける上向きの押し上げの大きさです。

計算例

水没体積が 0.05 m³ の密閉容器が淡水（ρ = 1000 kg/m³）の中にあるとします。

F = 1000 × 0.05 × 9.81 = 490.5 N

押しのけられた水の質量は 1000 × 0.05 = 50 kg です。容器自体の重さが 50 kg 未満なら、上向きの 490.5 N がその重さを上回り浮きます。50 kg より重ければ沈みます。

代表的な流体での浮力（V = 0.05 m³）

密度が高い流体ほど強く押し上げます。塩分の濃い死海では淡水の湖よりも体が浮きやすいのは、このためです。

避けたい落とし穴

• 体積と水没体積の混同。 一部だけ浮いている物体では、物体全体ではなく水面下の部分だけを使います。
• 単位の混在。 密度は kg/m³、体積は m³ で統一します。1リットルは 0.001 m³ なので、50 L の物体の体積は 0.05 m³ です。
• 浮くか沈むか。 浮力だけでは決まりません。浮力と物体の重さ（物体自身の質量 × g）を比べます。
• 重力加速度の選択。 このツールは g = 9.81 m/s² を使います。月（約1.62 m/s²）では重さと浮力がともに小さくなります。