船の正体｜鉄の船は、なぜ浮くだけでなく起き上がるのか

鉄の船は、なぜ浮くだけでなく、傾いても起き上がるのか。船の重心はふつう浮力の中心より上にあるのに倒れないのは、傾くと水の中の形が変わって浮心が動くからです。アルキメデスからメタセンター、潜水艦、自由水影響、ヴァーサ号や洞爺丸まで、大学講義レベルで掘り下げます。 ▼ 目次（チャプター） 0:00 導入 1:08 第1章 押しのけた水の重さ 3:28 第2章 重心は浮心より上にある 5:49 第3章 傾くと浮心が動く 8:48 第4章 幅の2乗で効く 12:50 第5章 水面を持たない潜水艦 14:33 第6章 重心が高すぎた船 18:44 第7章 大きく傾いたとき 22:40 第8章 船の中で動く水 27:22 第9章 強すぎる復原力 31:15 おわりに ▼ この動画で分かること ・浮くことと倒れないことが別の問題である理由（重心・浮心・メタセンター・GM・GZ） ・起き上がる力が船の幅の2乗で効く理由と、双胴船・氷山・潜水艦が同じ原理で説明できること ・甲板いっぱいの薄い水が、船の幅の効きを丸ごと消してしまう仕組み（自由水影響） ・復原力は強すぎても危ない理由と、波が復原力そのものを揺らすパラメトリック横揺れ ※図の多くはこの動画のための模式図です。箱形の船の数字（浮心・メタセンター・GZ曲線・自由水・氷山の境目・横揺れの周期）は自分で計算したものです（長さ100m・幅20m・喫水5m・重心6m の箱形）。 ※事故の原因は、調査報告・審判・公式の資料の言い方に合わせています。洞爺丸の転覆の原因は言い切っていません。 ▼ 主な出典 IMO 総会決議 A.167(ES.IV)（1968）／Burton, Amundson, Abbot ほか MacAyeal, J. Geophys. Res. 117（2012・シカゴ大学）／France, Levadou, Treakle, Paulling, Michel, Moore, SNAME Annual Meeting（2001）／Umeda, Maki, Izawa ほか, STAB2009（大阪大学）／Rorres, Completing Book II of Archimedes's On Floating Bodies／Marine Insight「Understanding Stability of a Submarine」／Wärtsilä Encyclopedia「Intact stability criteria」／Wikipedia（Buoyancy・Archimedes' principle・Metacentric height・Righting moment・Ship stability・Free surface effect・Pierre Bouguer・Catamaran・Iceberg・Vasa (ship)・SS Eastland・HMS Captain (1869)・MS Herald of Free Enterprise・MS Estonia・Cougar Ace・Inclining test・友鶴事件・洞爺丸事故・自由水影響 ほか） ▼ クレジット 音楽: 'Origami' by Scott Buckley – released under CC-BY 4.0. www.scottbuckley.com.au 画像（Wikimedia Commons）: ・S.S. イーストランド号（1911年ごろ・Detroit Publishing Company・パブリックドメイン） ・横倒しのイーストランド号（アメリカ国立公文書館・パブリックドメイン） ・ピエール・ブーゲの肖像（作者不詳・パブリックドメイン） ・南極海の氷山（Lieutenant Elizabeth Crapo, NOAA Corps・パブリックドメイン） ・引き揚げられたヴァーサ号（1961年・SAS Scandinavian Airlines・パブリックドメイン） ・HMS キャプテン（William Frederick Mitchell・パブリックドメイン） ・水雷艇 友鶴（1934年・日本海軍・パブリックドメイン） ― 学びたい大人のための大学 ― あらゆるテーマを、専門のはるか奥・最先端まで掘り下げる解説チャンネルです。 ▶ 学んだことは、コメントでアウトプットを。質問・意見も歓迎、ひとつひとつ返します。 ▶ チャンネル登録で、次の探究も一緒に。 #船 #物理 #大人の学び