スキューバダイビングのための塩水と淡水の浮力

オブジェクトは、淡水よりも塩水でより浮力がありますが、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い
上向きの力：オブジェクトが移動する水の重量に等しい（これはアルキメデス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に働きます。これらの力の結果として、オブジェクトは浮かぶか、沈むか、水中に浮遊したままになります。オブジェクトの浮力は、次の3つの方法のいずれかで説明できます。

負の浮力：オブジェクトの重量は、移動する水の重量よりも大きくなります。オブジェクトが沈みます。
Positively Buoyant：オブジェクトの重量は、移動する水の重量よりも小さくなります。オブジェクトはフロートします。
中立浮力：オブジェクトの重量は、移動する水の重量と正確に等しくなります。オブジェクトは水中に浮遊したままで、浮かぶことも沈むこともありません。

塩水は淡水よりも重い

塩水1立方フィートの重量は（平均）64.1ポンドですが、淡水1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、塩水に塩が溶けているためです。

塩を水に溶かすと、水の密度、つまり単位体積あたりの質量が増加します。塩が水に追加されると、水分子と反応し、水と極性結合を形成し、異常な効果で塩と水分子を再配置します。

1立方インチの塩を追加しても、水の量は1立方インチ増加しません。簡単に説明すると、水分子は塩分子の周りにしっかりと詰め込まれ、塩が存在しない場合よりも密接に圧縮されます。 1立方インチの塩が水量に追加されると、水の量は1立方インチ未満増加します。

立方フィートの塩水には、立方フィートの淡水よりも多くの分子が含まれているため、より重くなります。

アルキメデスの原理は、水没した物体に対する上向きの力は、それが変位する水の重量に等しいと述べていることを思い出してください。塩水は淡水よりも重いため、水中の物体に大きな上向きの力を及ぼします。新鮮な水の立方フィートを移動するオブジェクトは62.4ポンドの上向きの力を受けますが、塩水中の同じオブジェクトは64.1ポンドの上向きの力を受けます。

淡水と塩水を切り替える

この時点で、淡水から塩水へ、またはその逆に移動したときのオブジェクト（またはダイバー）の浮力について、いくつかの一般的な予測を行うことができます。次の場合を考慮してください。

淡水で中立的に浮いているオブジェクトは、塩水に入れると浮きます。 真水では、オブジェクトの重量は、移動する水の重量と正確に等しく、オブジェクトに対する下向きの力と上向きの力は等しくなります。オブジェクトが塩水に移動すると、移動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、塩水中で積極的に浮揚します。
塩水で中立的に浮いている物体は、真水に置かれると沈みます。 塩水では、オブジェクトの重量は、移動する水の重量と正確に等しく、オブジェクトに対する上向きの力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、移動する水の重量が減少し、オブジェクトに対する下向きの力が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負の浮力になります。
塩水中で負または正の浮力があるオブジェクトは、真水に置かれると、より負の浮力になりますが、情報がなければ沈むか浮くかを予測することはできません。対象物は、淡水では塩水よりも弱い上向きの力を経験し、淡水では浮力が少なくなります。ただし、オブジェクトが沈むか浮くかを判断するには、オブジェクトの正確な重量と移動する水の正確な重量を知る必要があります。

淡水で負または正の浮力がある物体は、塩水に入れるとより浮力が増しますが、情報がなければ沈むか浮くかを予測することはできません。 オブジェクトは、淡水よりも塩水でより強い上向きの力を経験し、塩水でより浮力があります。ただし、オブジェクトが沈むか浮くかを判断するには、オブジェクトの正確な重量と移動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があり、それに応じて体重を調整する必要があることは明らかです。ダイバーは、淡水で運ぶよりも多くの重量を塩水で運ぶ必要があります。ダイバーが携帯しなければならない体重は、体重、露出保護、携帯するタンクの種類、潜水器具など、さまざまな要因によって異なります。

ダイバーのウエイトベルトは、彼の総重量のほんの一部です。彼の体重、タンク、ダイブギアも彼の体重と下向きの力に寄与しています。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（またはドライスーツ）やその他のギアを切り替えることがよくあり、ダイバーに対する上向きの力は、これらの要因や水の種類によって異なる場合があります。

個々のダイバーに必要な体重の変化を予測することは、ダイバーの水量、総重量、およびダイブする水の塩分を知ることなしに不可能です。淡水と塩水を切り替え、ダイブギアを交換するたびに。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ため、ダイバーは淡水から塩水に移動するときに体重をほぼ2倍にするか、塩から淡水に変更するときに体重を半減する必要があります。

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、他の水域よりも塩辛い場合があります。もちろん、ダイバーは塩辛い水でより積極的に浮揚します。立方フィートの塩水の平均重量は64.1ポンドですが、死海では、立方フィートの水は約77.3ポンドの重さです！ダイバーは、死海ではかなり浮力があります。

温度も水の密度に影響します。冷水は温水よりも濃いです。水は華氏約39.2度で最大密度に達し、非常に冷たい水に飛び込むダイバーは、暖かい水よりも少し負の浮力が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、ダイバーが異なる水温の層（温度躍層）または異なる塩分の層（塩分躍層）を移動する必要があります。これらのレイヤー間を移動するダイバーは、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、淡水よりも塩水でより浮力があります。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、移動する水の重量を知る必要があります。ダイビングの前に浮力チェックを実行する方が、ダイバーが運ぶべき体重を数学的に決定するよりもはるかに簡単です。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体重を増やす必要があります。アルミニウム製のタンクは、空になるとより浮力が増します。