気体も同じだと思われます。風船より直方体の方が分かりやすいと思うのでそうしました。下から上への圧力というのは,重さでは分かりにくいです。分子の運動による衝突を考えた方がすっきりします。重力は地球の中心に向かっていると考えられます。それでは浮力は考えられませんこのように浮力を考える場合にも分子の運動で考えた方がいいです。分からないのは,内部のヘリウムの分子の衝突がどのように働くかです。空気の分子(空気は混合気体ですが空気分子とします)よりヘリウム分子は軽いです。衝突での力は小さいはずです。その差が浮力をもたらすのではないかと思うのですが,よく分かりません。知っている方のお知恵をお借りしたいです。ぼくももっと考えてみます。(それへのCさんから反論がありました)少し間違ってますよ。浮力は「上からの力より下からの力の方が大きい時に働く力」ではありません。それは単純に「合力」です。浮力とは、その言い方をするなら「下からの力」そのものです。実を言えば「下からの力」なんて存在しません。「上に向かって働く力」が浮力です。ベクトルの始点は、直方体ならば、その中心に置くべきです。あるからして「下からブツカル分子による力」(この場合は力積)は浮力ではありません。下から衝突されているのと同様にして、あらゆる方向から衝突されている為、その合力は0になります。上からの衝突で打ち消される、と言っても良いですね。浮力とは何の関係も無いのです。浮力は、なぜ働くのか。......正直、この質問はナンセンスと言わざるを得ません。前のコメントで「アルキメデスの浮力の原理」と書いたように、浮力が働くのは「原理」です。ニュートンの運動方程式ma=Fが何故なり立つのかという問いに答えが無いのと全く同じです。「力が働いたら加速度が生じる。「密度の違うものの中に何かを入れたら浮力が働く。答え「そうなってるから」ちなみに、浮力の原理を詳しく説明すると、「ある物質A中に存在する物質Bには、そのBが排除したAの重さ分、重さとは逆の方向に力が働く」となります。働くもんは働くんです。(それに対し,Dさんから助け船がありました)Cさんすいませんが、あなたの説明の方が間違っていると思います。浮力はYojiさんが図で書いているように、上と下の圧力差、あるいは「上からの圧力と下からの圧力の合力」です。この合力は0にはなりません。下からの圧力の方が大きいからです。下からの圧力の方が大きくなるかというと、空気の一部を取り出して考えると、空気にも重力が働くので、「下からの圧力の方が大きい」という状況になってないと「落ちて」しまうからです。力のつりあいが、空気のどの領域をとっても成立してなきゃいけないからです。分子の衝突というモデルで考えると「重力に引っ張られる分、空気分子が下に引っ張られて、低い位置ほど高密度になっている。高密度になるので下からぶつかってくる空気分子の方が多い」というふうに説明できます。空気は充分攪拌されているので今考えている範囲では等温になっているとして考えてます。等温なので一個一個の分子のぶつかってくる速度の平均は同じですが、数が下からの方が多くなるということです。アルキメデスの原理が「原理」なのは、アルキメデスの時代には浮力を「導出」したり「証明」したりするだけの基礎がなかっただけのことで、今ならちゃんと説明できるので「働くもんは働くんです」なんて開き直る必要はないです。Yojiさんが疑問に思っておられるヘリウムですが、同じ温度なら運動エネルギーは同じです(ということは、実はヘリウムの方が速く走ってます。大気中にヘリウムがとどまっていられない理由はこれです)。運動エネルギーが同じだと、全体が与える圧力は同じになります。理想気体で、同じモル数(=同じ分子数)で、同じ温度で同じ体積なら圧力も同じになる・・・のですが、このヘリウムに関しても、力のつりあいが保たれなくてはいけないので、ヘリウム風船内でも下の方ほど圧力は高くなります。ところが同じ分子数ならヘリウムの方が軽いので、風船の皮に働く力は外気と内部のヘリウムでアンバランスになります。風船の中に外気と同じ空気が入っていたとしたら、風船の上の方の圧力と下の方の圧力の差は、それぞれ同じ高さの外気の気圧の差と同じです。風船の皮の部分には常に同じ力が働いて、風船に対して気体から働く力は0になります(風船には重力も働くので、落ちます)。風船内部にあるのがヘリウムならば、風船上部と風船下部での内部の気体(ヘリウム)の圧力差は外気の圧力差より小さくなります。風船上部では外部気体と内部気体の圧力が一致していたとしましょう。その場合、下部では外気が風船下部を押す力の方が強くなります(空気の方が高さによる圧力差が大きいのだから)。いうことは、この部分で風船はトータルで上向きの力を受けます。下部でヘリウムと外気の圧力が一致していたとすると、上部ではヘリウムの圧力が勝つ事になり、やはり風船を上に押す力があります。この力の和と重力が一致していれば、風船は上下運動せず、浮きます。「ヘリウムの方が高さによる圧力差(分子の密度差)が小さい」ということが風船が浮く話には効きます。(ぼくのコメントです)どうもありがとうございます。疑問に思っていたことが90パーセントほどは解決しました。>>ヘリウムの方が速く走ってます>>風船内部にあるのがヘリウムならば、風船上部と風船下部での内部の気体(ヘリウム)の圧力差は外気の圧力差より小さくなりますということですね。0カウンターが102ぼくのブログ訪問者を示すカウンターが昨日は102でした。