배가 물 위에 뜨는 이유는 무엇 때문인가요?

Question

배가 물 위에 뜨는 원리는 무엇 때무인가요?

배는 철과 같은 무거운 물질로 구성되어 있는데 물 위에 뜨는게 신기하고 놀랍습니다.

가벼운 돛단배가 아닌 유조선 등 무거운 물체를 싣고 다니는 거대한 배를 보면

물 위에 뜨는 이유가 더욱 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.

배가 물 위에 뜰 수 있는 이유는 '부력' 때문이라고 할 수 있습니다. 부력은 고대 그리스의 수학자이자 물리학자였던 아르키메데스가 발견한 힘으로, 이는 동일한 부피를 갖는 물과 같은 무게가 될 때까지 물에 떠있을 수 있는 현상을 의미합니다. 즉 중력과 반대 방향으로 물과 같은 유체가 물체를 위로 밀어 올리는 힘을 말합니다. 쇠 덩어리는 물에 가라앉지만 배는 물에 가라앉지 않고 뜨는 이유는 배를 구성하는 쇠와 내부 공간 중량의 총합이 동일한 부피의 물보다 가볍기 때문이며, 배의 무게만큼 중력에 의해서 배는 아랫방향으로 끌어당겨지지만 부력이 그 힘보다 크게 배를 위로 밀어 올리기 때문에 가라앉지 않습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

배가 물 위에 뜨는 원리는 부력 때문입니다. 부력은 물체가 유체에 잠겼을 때, 유체가 물체에 작용하는 위로 향하는 힘입니다. 부력의 크기는 물체가 잠긴 유체의 부피에 비례하고, 유체의 밀도에 반비례합니다. 배는 물에 잠긴 부분의 부피만큼의 물의 무게만큼 부력을 받습니다. 따라서, 배의 무게가 부력보다 작으면 배는 물 위에 떠오르게 됩니다.