塩水と淡水の浮力

オブジェクトは、淡水よりも塩水の中で浮力がありますが、なぜですか？オブジェクトの浮力は、2つの力によって決定されます。

• 下向きの力：オブジェクトの重量に等しくなります
• 上向きの力：オブジェクトが変位する水の重量に等しい（これはArchimedesの原理として知られています）

上向きと下向きの力は、互いに反対して働きます。これらの力の結果として、オブジェクトは水中に浮かびたり、沈んだり、吸われたままにしたりします。オブジェクトの浮力は、3つの方法のいずれかで説明できます。

• 否定的な浮力：オブジェクトの重量は、変位する水の重量よりも大きくなります。オブジェクトは沈みます。
• 前向きに浮力：オブジェクトの重量は、変位する水の重量よりも少ないです。オブジェクトが浮かびます。
• 中立的に浮力：オブジェクトの重量は、変位する水の重量に正確に等しくなります。オブジェクトは中水中吊り下げられたままで、浮かんだり沈んだりしません。

塩水の重量は新鮮な水よりも多くなります

立方フィートの塩水の重量は（平均して）64.1ポンド、一方、淡水の立方フィートの重量はわずか62.4ポンドです。重量の違いの理由は、塩水が塩を溶解しているためです。

塩を水に溶かすと、水の密度、または体積単位あたりの質量が増加します。塩を水に加えると、水分子と反応し、塩と水分子を異常な効果で再配置する水と極性の結合を形成します。

大量の水に加えられた立方インチの塩しません1立方インチだけ水の量を増やします。単純な説明は、水分子が塩分分子の周りにしっかりと詰め込まれているということです。塩が存在しないときよりも近くで吸い上げられます。 1立方インチの塩が水量の水に加えられると、水の量が増加します少ない立方インチよりも。

立方フィートの塩水には、淡水の立方フィートよりも多くの分子が含まれているため、重量が増えています。

Archimedesの原則は、水没したオブジェクトの上向きの力は、それが変位する水の重量に等しいことを示していることを思い出してください。塩水の重量は新鮮な水よりも多いため、水没した物体に大きな上向きの力を発揮します。淡水の立方フィートを置き換える物体は、62.4ポンドの上向きの力を発生させますが、塩水中の同じ物体は64.1ポンドの上向きの力を経験します。

淡水と塩水を変える

この時点で、新鮮な水から塩水、その逆に移動すると、オブジェクト（またはダイバー）の浮力について一般的な予測を行うことができます。次の場合を検討してください。

• 淡水で中性的に浮力される物体は、塩水に入れたときに浮かびます。淡水では、オブジェクトの重量は変位する水の重量と正確に等しく、オブジェクト上の下向きの力と上向きの力は等しくなります。物体が塩水に移動すると、変位する水の重量が増加し、上向きの力が下向きの力よりも大きくなります。オブジェクトは、塩水で前向きに浮力されます。
• 塩水で中性的に浮力される物体は、淡水に入れたときに沈みます。塩水では、オブジェクトの重量は、変位する水の重量に正確に等しく、オブジェクトの上向きと下向きの力は等しくなります。オブジェクトが淡水に移動すると、変位する水の重量が減少し、オブジェクトの下向きの力は上向きの力よりも大きくなります。オブジェクトは、淡水で否定的に浮力されます。
• 塩水に否定的または積極的に浮力される物体は、淡水に入れられるとより否定的に浮力になりますが、情報なしで沈むか浮かぶかを予測することはできません。オブジェクトは、塩水よりも淡水でより弱い上向きの力を発生させ、淡水ではそれほど浮力されません。ただし、オブジェクトが沈むか浮かぶかを判断するには、オブジェクトの正確な重量とそれが変位する水の正確な重量を知る必要があります。
• 淡水で否定的または積極的に浮力されるオブジェクトは、塩水に入れられるとより積極的に浮力になりますが、情報なしで沈むか浮かぶかを予測することはできません。物体は、淡水よりも塩水でより強い上向きの力を発生させ、塩水ではより浮力があります。ただし、オブジェクトが沈むか浮かぶかを判断するには、オブジェクトの正確な重量とそれが変位する水の正確な重量を知る必要があります。

スキューバダイバーの重み付け

ダイバーは、淡水よりも塩水でより積極的に浮力されることは明らかであり、それに応じて体重を調整する必要があります。ダイバーは、淡水で運ぶ必要があるよりも多くの重量を塩水で運ぶ必要があります。ダイバーが運ぶ必要がある重量は、体重、露出保護、彼が運ぶタンクの種類、ダイビング装置など、さまざまな要因に依存します。

ダイバーのウェイトベルトは、彼の総重量のほんの一部です。彼の体重、タンク、ダイビングギアは、彼の体重と彼の体の下向きの力にも寄与します。ダイバーは、ダイビングの場所を変更するときにウェットスーツ（またはドライス​​）やその他のギアを切り替えることがよくあり、ダイバーの上向きの力は、これらの要因と水の種類によって異なる場合があります。

水の変位、総重量、および彼が潜る水の塩分を知らずに、個々のダイバーに必要な重量変化を予測することは不可能です。ダイバーが適切な重み付けを決定する最も簡単な方法は、新鮮な水と塩水を切り替えるたびに浮力テストを実行することです。ただし、水の種類を除いてすべての要因が同じままであることを考えると、塩水から塩水に移動するときに、ダイバーは体重をほぼ2倍にしたり、塩から新鮮な水に変化させたりする必要がある場合があります。

追加の考慮事項

問題をより複雑にするために、塩水の塩分は世界中で異なります。一部の水域は他のものよりも塩分が多い場合があります。もちろん、ダイバーは塩水でより積極的に浮力されます。塩水の立方フィートの平均重量は64.1ポンドですが、死海では、水の立方フィートの重量は約77.3ポンドです！ダイバーは死海では大幅に浮力があります。

温度は水の密度にも影響します。冷水は温水よりも密度が高い。水は約39.2°Fで最大密度に達し、非常に冷たい水に挑戦するダイバーは、彼が暖かい水よりも少し否定的に浮力であることに気付くかもしれません。

多くのダイビングサイトでは、異なる水温の層（サーモクリン）または異なる塩分の層（ハロクリン）の層を移動するためにダイバーが必要です。これらのレイヤー間を移動するダイバーは、彼の浮力の変化に気付くでしょう。

オブジェクト（ダイバーなど）は、淡水よりも塩水の方が浮かびます。ダイバーの浮力を予測するには、ギアを含む彼の総重量と、彼が変位する水の重量を知る必要があります。ダイバーが運ぶべき体重の量を数学的に決定しようとするよりも、ダイビング前に浮力チェックを実行する方がはるかに簡単です。さらに、アルミニウムタンクを使用するダイバーは、ダイビング中にタンクの浮力の変化を相殺するために自分自身を重み付けする必要があります。アルミニウムタンクは、空になるにつれて、より積極的に浮力になります。