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水の4大特性の「浮力」が物体を支える驚きの力について解説

こんにちは、NAKAHIROです!

 

水の浮力にはプールに浸かる位置によって体重の負荷を下記のように軽減することができます!

腰まで浸かると体重の負荷は約50~60%

胸まで浸かると体重の負荷は約30%

肩まで浸かると体重の負荷は約10%

です。

例えば

体重が60㎏の人であれば、肩まで浸かることでその負荷は6㎏にまで軽減することができます!

そのため、腰や膝を痛めている方は負担が大きく軽減されるため安心して運動ができるのです。

これも「浮力」があってこそできることです。

今回はそんな浮力のが物体を支える驚きの力について解説していきます。

 

浮力とは何か?

水や空気などが物体を浮かせる力のことです。

お風呂やプールなどに入ると身体が軽くなった感じがあると思いますが、それは水が身体を浮かそうする上向きの力が働くことによって身体が軽くなるのです!

そしてこの浮力は身体が水の中にあれば常に浮力を感じることができます。

 

 

アルキメデスの原理と浮力

この浮力を説明する上で欠かせないのがアルキメデスの原理です。

アルキメデスの原理とは物体が水の中に浮くか沈むかは、物体が押し出す水の重さと物体の重さを比較することで決まる」という原理です。

例えば、一人で満杯のお風呂に入ったとき、お湯があふれますよね。

これは人が入ることでお湯が押し出されて量と同じぐらいの力で人の身体を支えてくれていることなのです。

また、二人でお風呂に入った時は満杯のお風呂に入ったときどうでしょうか?

一人で入っているよりも多くの水があふれますよね?

押し出される力が増えればその分、お風呂の水もより押し出されます。

このように物体の重さに比例にして水が押し出される量が決まっているのです。

 

プールなどに入ると軽くなるのはこの押し出される量に比例されて身体が軽く感じるからです。

浮力の応用:船が浮く理由

船が浮くのは船にあるバラストによって水に沈む部分に対して浮力が生じるように調整しているからです。

大きな船は中まで鉄でできている訳ではなく、中は空洞になっています。

この空洞の部分によって水を押し出そうする量と船の重さが釣り合うように作られているため船は浮かんでいることができるのです。

 

 

浮力と水泳

水泳において浮力を得ることは長時間泳いでも疲れにくくなることができるためとても重要です。

でもどうすれば浮力を得ることができるかわからないって方は

以下の3つを意識してみてください。

 

深く息を吸う

身体を水に浮かせるためには、息をしっかり深く吸うことが大切です。

息を深く吸って肺に留めることで風船のように膨らむことで、身体が浮きやすくなります!

 

姿勢

身体を水面に対して平行に保つ姿勢をしっかりつくれるかどうかが非常に重要です。

頭が上がってしまったり、腰が曲がっていたり、ひじや膝が曲がったりしてしまうと、重心が崩れてまっすぐに浮くことができません。

 

脱力をする

浮力を得るためにに脱力がとても重要です。

身体に力が入ってしまう(筋肉が収縮する)と筋肉の体積が減って沈みやすくなるため

身体を浮かすためには 身体の力を抜いて(筋肉を弛緩する)水と筋肉の体積が釣り合うようにすることで

身体は浮きやすくなるのです。

そのため、泳ぎ時には四肢に力が入らないように気をつけて泳ぎでみてください

 

 

まとめ

水の4大特性の「浮力」が物体を支える驚きの力について解説しました。

水は浸かる位置によって関節の負担を軽減することができます。

特に水泳をやられている方は浮力の恩恵を受けることで泳ぎは劇的に変わりますので

身体を浮かすための3つを意識してやってみてください!!

 

最後まで読んでいただきありがとうございました。

 

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