浮力のソースを表示

{{出典の明記|date=2011年6月}}
{{Expand English|date=2024年8月}}
[[Image:Buoyancy.svg|thumb|浮力の例の説明図。水面に浮いていて静止している物体では、重力（gravity）と浮力（buoyancy）とが、つりあっている。]]
[[File:Pressure distribution on an immersed cube.png|thumb|水圧の説明図。水深が深くなるほど、比例して水圧が強くなる。水圧の方向は、物体の面に垂直方向に働く。]]
'''浮力'''（ふりょく、{{Lang-en-short|buoyancy}}）とは、[[水]]などの[[流体]]中にある[[物体]]に[[重力]]とは逆の方向に作用する[[力 (物理学)|力]]である。

浮力の原因は[[アルキメデスの原理]]によって説明される。物体は流体から[[圧力]]（[[静水圧]]）を受けている。このとき圧力は物体の上と下では異なり（[[富士山]]の頂上の[[気圧]]と麓の気圧のように）、下から受ける力の方が大きい。この物体が受ける上下の力の差が浮力である。すなわち、物体には上向きの力が作用する。

物体が流体にすべて浸かった場合､深さが変わろうと浮力が変わることはない｡

== 定式化 ==
物体が受ける浮力は、その物体と同じ体積の（周囲の）流体に作用する重力に等しい。すなわち以下のようになる。
: <math>F_b = \rho_f Vg</math>
: ''F''<sub>b</sub> ：浮力（[[ニュートン (単位)|N]], kg·m/s&sup2;）
: &rho;<sub>f</sub> ：流体の[[密度]]（kg/m&sup3;）
: ''V'' ：物体の[[体積]]（m&sup3;）
: ''g'' ：[[重力加速度]]（m/s&sup2;）
この式の厳密な導出には[[発散定理]]を用いる。

さらに、物体の密度が &rho;<sub>s</sub> であるとすると、物体にはたらく重力と浮力との[[合力]]は（上向きを正として）、
: <math>F = (\rho_f-\rho_s) Vg</math>
となる。したがって
* 物体が流体より軽い（&rho;<sub>s</sub> < &rho;<sub>f</sub> ）とき、''F'' > 0 、すなわち物体は浮く
* 物体が流体より重い（&rho;<sub>s</sub> > &rho;<sub>f</sub> ）とき、''F'' < 0 、すなわち物体は沈む
ことが分かる。

== 無次元数 ==
[[流体力学]]で用いられる[[無次元量]]のうち、浮力に関するものには以下がある。いずれも、他の何らかの力との大きさの比を表す。
* [[リチャードソン数]] - 慣性力との比
* [[グラスホフ数]] - 粘性力との比
* [[レイリー数]] - 熱拡散との比
* [[エトベス数]] - 表面張力との比

<!-- == 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}} -->
<!-- == 参考文献 == -->

== 関連項目 ==
<!-- {{Wiktionary}} -->
{{Commonscat|Buoyancy}}
* {{ill2|中性浮力|en|Neutral buoyancy}} ‐ 浮力と重力が拮抗した状態。
* [[アルキメデスの原理]]
* [[液状化現象]]
* [[船]]
* [[飛行船]]・[[気球]]・[[風船]]
* [[揚力]]

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:ふりよく}}
[[Category:力 (自然科学)]]
[[Category:流体力学]]
[[Category:物理現象]]