💡 ヒント：基本例題18 浮力

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

液体中に物体を糸でつるす。物体には重力 \(mg\)（下向き）、糸の張力 \(T\)（上向き）、浮力 \(F\)（上向き）の3力がはたらき、つりあっている。

イメージは「水に沈めたペットボトル」。手で支える力（糸の張力）は、空気中より小さくて済む。それは水が物体を押し上げる力（浮力）の分だけ重力が打ち消されるから。アルキメデスの原理：浮力 = 押しのけた液体の重さ。

✏️ 求めるもの

液体中で物体を支える糸の張力 \(T\)。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 3つの力を確認：張力 \(T\)（上）・浮力 \(F\)（上）・重力 \(mg\)（下）。完全に水中なら浮力は深さによらず一定
  2. つりあいの式：\(T + F = mg\) を立てて \(T = mg - F\) の形に
  3. 浮力を計算：\(F = \rho_0 V g\) を代入。\(V\) は物体の体積
  4. 必要なら物体の質量・体積を求める：物体の密度 \(\rho\) と質量 \(m\) から \(V = m/\rho\)
注意

浮力の式 \(F = \rho V g\) の \(\rho\) は液体の密度であって、物体の密度ではない。物体が完全に水中にある場合、浮力は深さによらない（圧力差が高さによらず体積で決まるため）。物体の一部だけが水中にある場合は \(V\) を「液体内の体積」に置き換える。