단순한 수압에 대한 이해지만
찌와 부력, 그리고 수압에 대한 가벼운 접근이 시도될 수 있을 것 같아 올립니다.





1. 위 그림의 어항 속에 네 마리의 물고기가 들어 있습니다.
가장 압력이 큰 곳에 있는 물고기는 어느 것일까요?


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네 마리의 물고기가 받는 압력은 같은 깊이에 있으므로 모두 같습니다.
물속에서의 압력은 대기압+잠겨있는 물질의 밀도와 깊이와 관계될 뿐 수면의 넓이와는 무관하기 때문이다.


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컵 안에 얼음이 녹으면 물은 결빙되어 늘어난 부피만큼 물 위로 솟았던 부피는 감소합니다.
(유일하게 고체가 되면 부피가 작아지지만 물만은 부피가 커집니다.)


그렇다면,





얼음을 얼릴 때 못을 하나 넣어 얼린 이 그림에서
얼음이 녹으면 물의 높이(부피)는 어떻게 될까요?


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물이 결빙되어 생긴 얼음은 물보다 약간 가볍습니다.
그래서 물에 뜨게 되는데 예를 들면 100cc의 물을 얼리면 얼음은 약 110cc가 만들어집니다.
즉 10분의 1만큼 부피가 늘어나며,  늘어난 부피가 물위로 뜨는 부분과 정확히 일치합니다.
그래서 그 얼음이 녹으면 다시 물속에 있던 부분과 부피가 같아져 물의 높이는 변화하지 않게 됩니다.
물론 엄밀히 따진다면 물 자체도 온도에 따라서 부피가 변화하기는 하지만, 여기서는 그 점은 별도로 생각을 해야 하며
물은 섭씨 4도에서 가장 부피가 작습니다.


그러므로 수면의 높이는 낮아집니다.
왜냐하면 얼음 속의 못은 밀도가 높아 얼었을 때 물과 밀도 차만큼 수면상승 효과를 보이다가
녹으면 못의 부피와 물의 부피가 같아지기 때문입니다.


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3.수조 위에 쇠구슬을 실은 장난감 배가 떠 있습니다.
이 배에서 쇠구슬을 모두 꺼내 수조 속에 집어넣는다면 수면의 높이는 어떻게 될까요?


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수면의 높이는 처음보다 낮아집니다.
밀도는 질량과 부피의 비로 정의되므로 질량은 상황과 환경에 따라 변화되지 않는 절대적인 수치지만,
부피는 다를 수 있습니다.

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