「2.浮力」

○浮力って何?

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。

下のような教科書言葉は覚えなくて大丈夫。

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。

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。

風船を水中から水面に持ち上げると、空気が膨張して大きくなりますが、

沢山空気が入った風船をもっと膨らませたら、そのうち割れます。

そこで、水中で「パンパンに空気を入れた風船」を、水面に持ち上げたら?

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。

肺も風船と同じように、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

「空気沢山の風船」+「フタをして」

このまま浮上したら…

何が起こるか想像してみてください。

危ないってわかりますか?

息をとめて水面へ戻ると

肺の中、ふくらんだ空気の逃げ道がなくなって

【肺が破裂】します。この症状を、

【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!と覚えます。

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。
POINT,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私達は、実は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、天気予報で出てくる言葉。

②水の重さは 水深10mごとに1気圧増えます。

10mで1気圧。キリが良く便利なので、水も「気圧」で表します。

そういう物と思って下さい。

③風船の大きさは 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。

何度も話すので、勝手に覚えます^^

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。

講習で実際に試します、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ます。

体とスーツの間に薄い水の膜ができますが、

体温で暖かくなって寒さを感じないのです。

ウエットスーツ生地の内部は、気泡が沢山。

このおかげで熱が逃げ難いのです。

気泡が沢山含まれているってことは?

浮きますよね。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、気泡も小さくなるのです。

気泡が小さくなるので、浮かなくなります。

深く潜れば潜るほど、浮かなくなるって覚えて下さい。

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。

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、水中で浮力調節ができます。

息を吸うと、浮く。肺が膨らむので、空気が沢山。

息を吐けば、浮かない。肺が小さくなると、空気が無くなる。

後で出てきますが、

ダイビング中は中性浮力「浮きも沈みもしない状態」でいることで、

吸ったら浮く、吐いたら沈む。

と、自分が泳ぐ深さを、呼吸でコントロールすることができるのです。

この先、何度も言います。そのうち勝手に覚えてます。

中性浮力で【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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