質問: 浮力計算に使われるρ(ロー)ついて 浮力計算に用いる、流体の密度:ρについての質問です。 流体で満たした水槽に沈めた直方体のおもりがあるとします。 このおもりの表面には水圧がかかります。 特に、上面と底面との水圧の差は常に等しく、浮力として現れます。 これはおもりがおしのけた体積の流体にかかる重力に等しくなります・・・。 というのが私の浮力に対する理解です。 「これはおもりがおしのけた体積の流体にかかる重力」は有名な公式の ρvg〔n〕 (ρ:流体の密度〔kg/m^3〕v:おしのけた流体の体積〔m^3〕g:重力加速度〔m/s^2〕)ですよね・・・。 疑問に思うのはρです。流体が水だとすると、水深が大きいほどおもりの表面への水圧が大きくなります。深いほど支えるものが多いから、押し固められている。つまり水分子は深いほど詰まっている。というのが私のイメージです。 となると水圧が大きくなる要因は分子の衝突速度ではなく、分子の衝突回数が増えるからだということになります。 しかし、水分子が詰まっているということは、よりρ〔kg/m^3〕が大きいということですよね・・・? となると、浮力計算ではいつでもρvgではなくて水深ごとに違ったρを用いないといけないことになります。 どこで間違ったのか、詳しい方お教えくださいmm
回答: 液体は気体と違ってほとんど圧縮性がありません。したがって圧力が増えてもほとんど密度は変わりません。 20°C、101.3kpaで、圧縮率は、0.45[1/gpa]だから、 2[atm]になると4.6/100000ぐらい体積が減る計算。 したがってよほどの高圧でなければ、体積は変わらないとして計算する。密度も変わらないとする。 高圧や厳密の計算なら当然圧縮率が考慮される。