「ボーーーッ！」
港に響く巨大な汽笛。何万トンもある鉄の船が、当たり前のように海に浮かんでいます。
でも、ここで不思議に思いませんか？
鉄は水よりずっと重いのに、なぜ沈まないのでしょうか？
実は――
鉄の船が浮く理由は、“軽いから”ではありません。
本当の理由は、船が水に対して「どいてもらった」からなのです。
今回は、2000年前の天才・アルキメデスが発見した「浮力」の秘密と、巨大な船が転覆しないトリックを解き明かしていきましょう！
アルミホイルの実験でわかる驚きの事実
まず、こんな実験をしてみてください。
アルミホイルを
- 丸める → 沈む
- 船の形に広げる → 浮く
重さは同じなのに、結果が変わります。
これは、水が「形」を見て判断しているわけではありません。
本当のポイントは、体積（たいせき）です。
アルキメデスの原理：浮かぶ理由は「どかした水」
物体を水に入れると、その物体は水を押しのけます。
このとき、水はこう言っているかのようです。
「自分の場所を奪うな！ 押し返すぞ！」
この押し返す力が、浮力（ふりょく）です。
そして重要なのはここです：
押しのけた水の重さと同じだけの浮力が働く
これをアルキメデスの原理といいます。
なぜ鉄の釘は沈み、鉄の船は浮くのか？
鉄の釘は小さくて固まっています。
押しのける水の量が少ないため、浮力も小さく、重さに負けて沈みます。
一方、鉄の船は違います。
船は中が空洞になっていて、とても大きな体積を持っています。
つまり、
- 押しのける水の量が多い
- 浮力がとても大きい
そして、
浮力 ＞ 船の重さ
になれば、船は浮きます。
つまり船は、巨大な「空気の箱」として浮いているのです。
もう一つの謎：なぜ船は転覆しないの？
ここで新たな疑問です。
あんなに大きくて背の高い船が、なぜ波でひっくり返らないのでしょうか？
その秘密は、3つの重要なポイントにあります：
- 重心（G）
- 浮心（B）
- メタセンター（M）
難しそうに見えますが、考え方はシンプルです。
メタセンターが船の安定を守っている
船が傾くと、水に浸かっている部分の形が変わります。
すると、浮力の中心（浮心）が移動します。
このとき重要なのが、メタセンターという点です。
もし、
- メタセンターが重心より上にある → 船は元に戻る
- 重心がメタセンターより上にある → 船は転覆する
つまり、船が安定するかどうかは、
重心の高さで決まります。
船は重心を低くする工夫をしている
船が転覆しないようにするため、設計者はさまざまな工夫をしています。
たとえば：
- 重いエンジンを船の底に置く
- バラスト水（重りになる水）を船底に入れる
こうすることで、重心を低く保ち、安定させているのです。
これはまるで、起き上がりこぼしのような仕組みです。
まとめ：船は物理法則の上に浮いている
鉄の船が浮いて、しかも転覆しない理由は次の2つです：
① 押しのけた水によって大きな浮力が生まれる
② 重心を低く保つことで安定している
つまり、船はただ浮いているのではなく、
物理法則という見えない設計図の上に浮かんでいるのです。
実は、あなたも浮いている！
お風呂に入ったとき、体が少し浮きますよね。
これも同じ理由です。
あなたの体が水を押しのけ、その分だけ浮力が働いているのです。
科学は、海の上だけでなく、
お風呂の中でも働いています。
ちょっと考えてみよう！
お風呂で、
- 浮きやすい人
- 沈みやすい人
がいます。
この違いは何でしょう？
- 筋肉の量？
- 脂肪の量？
- 肺の中の空気の量？
答えは、これらすべてが関係しています。
体の平均密度が水より小さければ浮きやすくなり、
大きければ沈みやすくなります。
次に船を見るときは、ぜひ思い出してください。
あの巨大な鉄のかたまりは、
見えない浮力によって支えられているのです。
それは、2000年前にアルキメデスが解き明かした、
今も変わらない科学の力なのです。
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