水中での体重を 『体重計の数値から質量と重量を計算』 に計算させてみます

最初に、質量を知る必要があります。

まず、『体重(または、質量)』に、体重を入力しましょう。
今回は、例として 60 kg とします。

『体重(または、質量)』に、60 を入力してください。

次に、『その人物の比重』に比重を入力します。
と言っても、人間の比重なんて分かりはしないのですが、
普通に泳げる人なら、水よりも少し軽い程度のはずですので、
今回は、0.98 を入れることにします。

『その人物の比重』に、0.98 を入力してください。

『4℃の水の密度』と『空気の密度』は、
今回、特に変更をする理由が無いので、変更しません。

デフォルトでは、『4℃の水の密度』が 999.972 kg/m3
『空気の密度』が 1.293 kg/m3 になっています。

また、体重計の数値は、通常、質量を表していますので、
『体重計の単位』は kg です。

『計算』をクリックしてください。 結果が次のように表示されます。

人間の比重 = 0.98
純水の密度 = 999.972
空気の密度 = 1.293
 
体重計で 60 [kg] の場合、
質量は 60.0792700728316 [kg] です。
 
質量が 60 [kg] の場合、
体重計では 59.92083451806038 [kg] です。

人間の比重は、『その人物の比重』に入力された値です。
純水の密度は、『4℃の水の密度』に入力された値です。
空気の密度は、『空気の密度』に入力された値です。

そして、計算結果として、体重計で 60 kg の場合の質量と、
質量 60 kg の場合の体重計での数値が表示されていますが、
今、知りたいのは質量です。

質量は、60.0792700728316 kg です。
この質量を使って、次に、水中での体重を計算させます。

『体重(または、質量)』に、この質量を入力してください。
コピー&ペーストで貼り付ければ簡単です。

『その人物の比重』と『4℃の水の密度』は、
質量を求めたときと変わっていないので変更しません。
と言うか、変更してはいけません。

次に、水中での体重を計算させるため、
『空気の密度』を『4℃の水の密度』と同じにします。

ここで言う空気とは、体重を量る場所の空気のことなので、
水中の場合、水の密度を入れる必要があるのです。

質量を調べるときに変更していなければ、
『4℃の水の密度』は 999.972 kg/m3 のはずです。

『空気の密度』に、999.972 を入れてください。

『計算』をクリックすると、次のように結果が表示されます。

人間の比重 = 0.98
純水の密度 = 999.972
空気の密度 = 999.972
 
体重計で 60.0792700728316 [kg] の場合、
質量は -2943.884233568745 [kg] です。(異常値)
 
質量が 60.0792700728316 [kg] の場合、
体重計では -1.2261075525067686 [kg] です。

知りたかったのは体重なので、体重計の値を見ます。
体重は -1.2261075525067686 kg です。

比重が 0.98 の場合、体が水に浮かぼうとするため、
体重はマイナスの値になります。

また、水中で体重が 60.0792700728316 kg だった場合、
この条件では質量がマイナスの値になってしまうため、
そちらの計算結果は、異常値として表示されています。

次に、この人が思いっきり息を吐き出し、
比重が 1.025 になった場合について計算をさせてみます。

『体重(または、質量)』に 60 、『その人物の比重』に 1.025 、
『空気の密度』に 1.293 を入れ、『計算』をクリックします。

人間の比重 = 1.025
純水の密度 = 999.972
空気の密度 = 1.293
 
体重計で 60 [kg] の場合、
質量は 60.075785527543175 [kg] です。
 
質量が 60 [kg] の場合、
体重計では 59.92431007580407 [kg] です。

息を吐き出す前よりも質量が小さくなりましたが、
これは、肺から空気を吐き出したためです。

肺の空気を人体の質量に含めているため、こうなります。

質量の差が、約 0.00348 kg なので、
これを空気の密度で割った 0.00348 / 1.293 を計算し、
吐き出した空気の体積は、約 2.69 リットルです。

先ほどの 0.98 という比重は、
普段より少々多めに空気を吸い込んだ状態だったのでしょう。

では、息を吐き出した状態、
比重 1.025 での水中での体重を計算させましょう。

『体重(または、質量)』に質量をコピー&ペーストし、
『空気の密度』に 999.972 を入れ、『計算』をクリックします。

人間の比重 = 1.025
純水の密度 = 999.972
空気の密度 = 999.972
 
体重計で 60.075785527543175 [kg] の場合、
質量は 2463.107206629279 [kg] です。
 
質量が 60.075785527543175 [kg] の場合、
体重計では 1.4652630616473891 [kg] です。

この状態での水中での体重は、1.4652630616473891 kg です。


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