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ガソリンなどの石油製品を積むタンカー船には海水のタンクがあります。何も積んでない状態だとタンカー船は浮き上がりすぎて不安定な状態に。まるでお風呂に紙コップを浮かべたようなイメージ。そこでバラストタンクというタンクに海水を積んである程度沈める事でバランスをとるのです。

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この動画は、プラスチックボトルを輪状に固定した水上自転車の続編です。人間の体重と自転車の重量を支えて水面に浮遊し、ペダルを漕ぐことで推進する仕組みを再現しています。以下に、その浮遊現象を説明する。物体が液体中に置かれたとき、物体に働く浮力は、物体が押しのけた液体の重さに等しい。これがアルキメデスの原理である。浮力の大きさは、押しのけた液体の体積に液体の密度を掛けた値に重力加速度を乗じたものと等しくなる。すなわち、浮力 F_b = ρ × V × g である。ここで、ρ は液体の密度、V は物体が押しのけた液体の体積、g は重力加速度である。本動画の場合、水面に浮かぶプラスチックボトルは内部に空気を封入しており、ボトル1本あたり約2リットルの体積を持つ。空気密度は水に比べて極めて小さいため、ボトル全体の平均密度は水よりも大幅に低くなる。各ボトルは水中に沈む部分の体積だけ水を押しのけ、その分だけ浮力を発生させる。1本の2リットルボトルが完全に水中に沈んだ場合、押しのけた水の体積は2リットルとなり、浮力は約2kgf（19.6N）となる。動画では多数のボトルが輪状に配置され、全体として数百リットルの体積を確保している。これにより発生する合計浮力は、自転車本体と乗員の合計重量を上回る値となる。浮力が重量を上回る場合、物体は水面に浮遊し、沈まない状態を維持する。ボトルをフレームに固定することで、浮力は分散され、安定した姿勢を保つことが可能となる。推進力はペダルを漕ぐことで得られる。ペダル回転がチェーンを介してプロペラまたは水かきに伝わり、水を後方へ押し出すことで前進する。抵抗は水の粘性抵抗と波の抵抗が主であり、速度はペダル回転数とプロペラ効率に依存する。この構造は、浮力と重量のバランスを物理的に実現したものであり、特別な素材や機構を必要としない。ボトルの配置と固定方法が適切であれば、理論上は体重100kg程度の乗員を支えて水上を移動できる。動画は、その原理を実際の製作と試験で確認したものである。

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