[ 中学理科 ] 鉄もプカプカ浮く 質量と体積と密度の話

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鉄がプカプカ浮くこともあります。これが理科の面白さです。鉄が浮くことなんてないと思っているかもしれませんね。そうです、もちろん水には浮きません。鉄が浮くのは水ではない液体です。もちろん水をイメージしますよね。話し方がずるいですね。

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体積

密度の前に体積についてみていきます。体積とは物体が占める空間の大きさのことですね。単位には mL(ミリリットル)やL(リットル)、cm3 (立法センチメートル)を使って表します。ちなみに 1 mL = 1 cm3 で、単位は異なりますが同じ大きさです。

物によって密度は変わる

密度は物によって違います。水、アルミ、金、銀、銅 などの物の種類によって違いますが、計算方法はすべて同じです。密度は以下の式で求めることができます。単位は [ g / cm3 ] (グラム毎立法センチメートル)です。単位も割り算しています。小学生で習う 速さ 時間 道のりの公式にそっくりですね。

密度を求める式

密度を求める式

鉄が浮く液体

冒頭に鉄が液体の話をしましたが、どのような液体でしょうか?身近なところですと、体温計の中にある銀色の液体がそうですが、水銀ですね。水銀の液体には、鉄は浮いてしまします。

鉄の密度は、7.874 g/cm3 水銀の密度は 13.534 g/cm3 で水銀のほうが密度が大きいです。従って鉄は水銀の液体の中では浮くことになります。

ちなみに、銀 (密度:10.49 g/cm3) も水銀に浮きますが、金 (密度:19.30 g/cm3) は水銀には浮きません。沈みますね。

さすが金。大将感が漂ってますね

なお、普段の生活の中でも密度を感じることができます。たとえばドレッシングなどは油とそれ以外の液体で分離しているところを見たことがあるでしょう。これも密度の違いですね。

他には、プールに浮いた状態でゆっくりと息を吐いてみると、体の中にある空気が減って密度が大きくなり、体が水に沈みます。人間のからだはほとんど水なので、密度もほとんど変わりません。従って、息を吐くくらいの微妙な変化でも密度の違いを感じることができるのです。

何気ない日常の中でも、注意深く観察すると密度を感じることができますね。理科は観察が基本です。観察からはじまります。

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