浮力、物が浮く力 - 知識No.2

始めに、必ずお読みください。
守らないといけない、4つのルールがあります。
浮力、物が浮く力と、水中ではウエットスーツの浮力が増減することについて
ダイビングでBCDを使う理由。
BCDの正しい扱い方。
今までの復習
ダイビングでは急浮上はしてはいけない理由で減圧症から身をまもる
限定水域前、最低限の知識のまとめ
耳抜きについて

「2.浮力」

○浮力って何?

教科書などに「流体中にある物体に重力と反対方向へ働く力」などと書かれていますが、やや分かりにくいため、可能な限り普段の言葉で説明したいと思います。

風船を膨らませて水に浮かべると、浮きます。

物が浮く力のこと。「浮力」です。

教科書言葉は覚えなくて大丈夫。

できるだけ、日常の言葉でお話します。

○物の浮力は、深さで変化する

さてこの浮く力、深さで変化します。

図の風船を見て下さい。

風船を水に沈めると、徐々に小さくなります。

水の重さ「水圧」のせいで、

風船がギュっと小さくなるのです。

反対に、風船を水中から水面に持ち上げると

水圧が無くなって元の大きさに戻ります。

水中から地上へ移動すると、空気が膨張するのです。

空気が膨張すると、浮力も強くなります。

しぼんだ風船と、パンパンに膨らませた風船。

どちらが浮く(浮力が強い)か想像できますね。

膨らませた風船を水に沈めると、風船は小さくなります。水圧の影響を受けるからです。小さくなった風船は浮力=浮く力が減ります。

○風船の大きさに注目

少し復習、風船を水の中に持ち込んたとき、深くなると小さく、浅くなると大きくなります。

水中で「パンパンの風船」水面に持ち上げたら?

膨らみすぎた風船は、割れます。

風船を水中から水面に持ち上げる。

空気が膨張するので、大きくなります。

膨らんで大きくなった風船が割れることを想像して下さい。

ダイビング中は「息をとめない」。4つのルール、1つ目。

これを人の肺に置き換えましょう。

肺も風船と同じで、水圧の影響を受けます。

1.水中で息を沢山吸う

2.呼吸を止めて、水面に上がる

(肺)「空気沢山の風船」・・・浮上。

何が起こるか想像してみてください。

危ないとわかりますか?

息をとめて水面へ戻る

【肺が破裂】します。

肺の中、ふくらんだ空気の逃げ道がなるのです。

【肺の過膨張障害(かぼうちょうしょうがい)】

と呼びます。

難しく考えずに、息は止めない!

呼吸を続ければ、ふくらんだ空気は口から出ます。

これが「4つのルール」の1つ目です。

ダイビング最中は呼吸を止めてはいけません。膨張した空気の逃げ道がなくなって、肺が破裂する可能性があります。これを肺の過膨張障害と言います。
ダイビング最中は息をとめないこと。肺の過膨張障害を防ぐためです。

○水中へ入れた風船、どの位小さくなる?

水中では「水と空気」の重さがある。

風船を水に沈めると大きさが変わるけど、

それはどの程度?って話をします。

単位は覚えなくてOK、まずは適当に聞いて下さい。

空気にも重さがあります。普段は感じていないだけで、1気圧という単位を使います。1AT=約1BAR。単位は覚えなくてもよいのですが、水深10mで1気圧増えること、それに応じて風船の大きさが変化することを覚えて下さい。

上の表を説明すると

①実は私達、普段から空気の重さを受けて生活しています。

1atm=1気圧≒1bar、天気予報で出る言葉。

②水の重さは 水深10mごとに1気圧増えます。

10mで1気圧。水も「気圧」で表すとキリが良く便利。

そういう物と思って下さい。

③風船は 1 /(空気+水の重さ)の大きさになります。

水中に風船を入れると水圧で小さくなる。

10m-1/2、20m-1/3、30m-1/4。

1ずつ増えるだけ。

理屈は上の話だけど、簡単に10mで1増えるだけ。

計算の方法は覚えてなくても大丈夫です。

1,2,3,4しか出てこないのです。

少し復習、風船を水の中に持ち込んたとき、深くなると小さく、浅くなると大きくなります。
深くなると風船は小さく、浅くなると風船は大木。これは水圧の増減によっておこります。ポイント2です。

ウエットスーツ【浮くぞ!?】

ウエットスーツは、とんでもなく浮きます。

生地の厚みが5mmのものをお貸しします。

5mmもあると、暖かいのです。そして浮きます。

ウエットスーツは名前の通り、体が濡れます。スーツの生地と体の間に薄い水の膜ができて、体温で温められることで体が冷えないのです。生地の中にはたくさんの気泡が詰まっていて、それが断熱材の役目をしています。気泡があるからウエットスーツはとても浮くのです。

ウエットスーツは体が濡れる。

けと、体とスーツの間は薄い水の膜。

体温でお湯になって、寒さを感じないのです。

スーツ生地の内部は、気泡が沢山。

このおかげで断熱効果があります。

気泡が沢山含まれているってことは?

浮きます。浮き輪とか、風船と一緒です。

ウエットスーツも水圧の影響を受けます。生地に含まれる気泡が圧力を受けると、風船と同じように小さくなって、浮力が減少するのです。ダイビングの最中、深い場所に潜れば潜るほどウエットスーツの浮力はなくなります。

でもここで、前に勉強したこと。

ウエットスーツの生地も水圧の影響を受けます。

風船が縮まるように、気泡も小さくなる。

気泡が小さくなると、浮かなくなります。

深く潜れば潜るほど、浮かなくなるのです。

ポイント3、ダイビング最中、深く潜れば潜るほど浮かなくなる。水圧でウエットスーツの浮力がなくなるからです。

肺は大きな浮輪の役割

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一旦ウエットの話をおいて、他のお話をします。

人間の肺について。

肺を利用して、浮いたり沈んだり。

肺は大きな浮き輪の役割をします。呼吸をすることで、空気を自由に出し入れができます。ダイビングの最中はこれの意識が重要。中世浮力をとることで、呼吸で自分の水深をコントロールすることができます。

息を吸うと、浮く。肺が膨らむ、空気が沢山。浮く。

息を吐けば、沈む。肺が小さくなる、空気が無い。沈む。

肺は、大きな浮き輪。空気の出し入れが自由。

呼吸を利用して、水中で浮力調節できます。

後で出てきますが、

ダイビングは中性浮力「浮きも沈みもしない状態」になると、

吸ったら浮く、吐いたら沈む。

自分が泳ぐ深さを、呼吸でコントロールできるのです。

この先、何度も言います。

中性浮力。【吸ったら浮く 吐いたら沈む】

ポイント4、ダイビングの基本「中性浮力」。浮きも沈みもしない状態のことを中世浮力と呼びます。中世浮力の状態で息を吸えば、浮く。息を吐けば、沈む。ダイビング最中に呼吸で自分が泳ぐ水深をコントロールできるのです。

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