浮力の説明の謎 (4)

本稿は、以下の続きである。
・ 07-03-27 浮力の説明の謎
・ 07-04-03 浮力の説明の謎 (2)
・ 07-04-11 浮力の説明の謎 (3)
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科学的な方法論の本質的特徴は、どこまでを考慮の対象にするかに応じて、適宜、事象やその構成要素を単純化・理想化して扱うことにあると言える。今考えている「浮力」の問題についても、ある場合には、流体中にある物体を ‘完全剛体’、さらには、‘体積の広がりをもつ以外は質点と同様のもの’ と見なした扱いがなされる。「剛体化原理」と呼ばれる、定常釣り合い状態の扱い方が、この立場に対応する。このときは、もともと、物体が「ぎゅうぎゅう押し付けられる」とか「潰れる」とかいう概念が存在しない立場をとるわけで、前掲の浮力の説明図も、アルキメデスの原理を導くための正しい計算処方になるとは言える。例えば、（現実の物体ではなく）流体中に仮想した任意閉曲面内に作用する浮力の値を求めるときに、この扱いは正当である。

しかし、初学者に対して、現実の物体へ働く浮力をイメージさせながら、前掲の抽象的な立場の説明図を使って浮力の機構を説明するのは、全く不親切、というか不適切である。浮力の効果は、底面の存在と関係なく、全体が軽くなる効果も伴うことが経験的に明らかであり、この経験的理解を封殺しておいて、科学的思考を育むことになるわけがない。

さてそこで、現実の浮力の問題を考えるときの舞台をあらためてよく確認することから再出発しよう。面倒な手続きと思う人もいるだろうが、これを行うことで、新たな爽快な見通しが開けることを示すことができる。＜続く＞