물 속에서 서있으면 가라앉는데, 엎드려있으면 뜰 수 있는 이유는 무엇일까요?

Question

부력이 밀도와 부피의 곱이라고 알고 있는데, 밀도는 변하지 않는데 부피가 달라지기 때문인가요?

부력의 크기는 달라지지 않는게 아닌가 궁급합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

물 속에서 서있을 때는 몸통과 다리, 발에 작용하는 압력이 물 위에서 서 있을 때보다 더 큽니다. 물안에서 압력은 깊이에 따라 다르게 작용하기 때문입니다. 따라서, 다리와 발이 받는 압력이 물 위에서의 무게보다 크면 사람은 물 속으로 가라앉게 됩니다.

반면에 엎드린 상태에서는 몸통과 팔, 다리가 물 위로 물러져서 물의 중력이 덜 작용합니다. 이에 따라, 물 속에서 더 쉽게 떠오를 수 있게 됩니다. 또한, 물 위에서 엎드린 상태로 움직일 때는 몸의 저항이 더 적어져서 물속에서 더 쉽게 움직일 수 있습니다.

이러한 원리를 이용하여 수영을 하면, 물위에서 움직일 때와 비교하여 물 속에서 더 쉽게 움직일 수 있습니다. 수영자는 물 속에서 몸의 방향과 각도를 조절하여, 물의 저항을 최소화하고 최대한 이 원리를 활용합니다.

Answer 2

물 속에서의 가라앉음과 떠오름은 물체의 밀도와 중력, 부력의 상호작용으로 설명됩니다. 서있을 때는 부력이 주로 작용하여 물 위에 머물 수 있지만, 엎드려 있는 경우 인체의 밀도가 증가하여 중력에 의해 물 속으로 가라앉는 경향이 더 강해집니다.