為何游泳時，人會浮起？

Q:為什麼人能浮在水面？

(一)學過物理的人都知道，物體在水中，受到地球引力（自重）和水的浮力兩個方向相反的力的作用。向下的力等於物體的重量，向上的力等於物體排開水的重量。浮力的大小和水的深淺沒有關係。



就是說物體是沉底還是浮起，是由物體的比重決定的。每個人的比重都是不一樣的，因為人體內的脂肪跟肌肉比例均不相同，脂肪密度小於1，骨頭跟肌肉大於1，另外，人體大約有75%是水分，所以可知人的比重是相當接近水的密度1的。



平時人的肺及空腔中充有氣，人就會浮起，這是因為裡面空氣的密度本身比水少。而人體的脂肪密度同樣比水少,亦有助於浮起。因此人在放鬆狀態下是可以浮在水面.如果儘量呼出肺中的氣，人就會沉入水底。



人在水中爭扎,會溺水昏迷及沉下去，就是因為這個時候肺部跟胃都已經積水了，即肺中容納的水比空氣還多;所以人體整體密度變大,大於水的密度,因而沉下去.





另外人在游泳的時候為什麼更容易浮?這是因為人在撥動身軀時增加了對周邊的排水力量.這個力量是其中一個能負擔身體重量的原因.游泳時頭亦不時地露出水面進行呼吸，除了維持生命外,也主要是使肺中常充有空氣,有了氣就能使人更容易浮上水面

● 水有以下三種物理性質：



1. 壓力：在水中的任何一點，其來自上下、左右及各方面的壓力是一樣的，且此壓力與其深度成正比(巴斯卡定律)；也就是說，在水越深的地方，壓力越大。若有人直立在游泳池中，則其腳部所受壓力最大，並往上遞減，如此壓力分佈可自然的幫助血液循環。



2. 浮力：物體在水中重量減輕，原因是水對物體產生一垂直向上的力，稱為浮力。根據阿基米德原理，物體在水中所減輕的重量等於其所排開的液體重。因此，浸在水中肢體的體積越大，其重量減輕越多。



水的比重是1，一個物體的比重若大於1，放在水中會下沉，相反的，若其比重小於1，則可浮在水面上。一般成年人體比重大約是0.95~0.97，在肺部充滿空氣時的比重則約為0.974，因此在放鬆狀態下人體可浮在水面上。



比重會因身體組成比例不同而略有差異，嬰兒或幼童的比重約為0.86，青少年以後肌肉骨骼系統漸漸成熟，比重與成年人相近；而中年以後亦因脂肪組織偏高而比重可能降為0.86。由以上數據可知兒童時期比重較小，很適合接受游泳訓練，因他們在水中較容易浮起來。



3. 慣性：水開始流動後，需要外力介入才能開始、停止或改變活動的速度、方向。也就是說，身體在水中若順著水流的方向動，會較省力，若要停止或改變動作速度、方向，則須施力以克服水的慣性，因此在水中慢速移動較快速移動容易。



(二)另外在死海裡,人就更容易浮在水面,這是因為死海的鹽份很高,比重為1.172～1.227，比人的比重要大，所以人掉到死海裏，總是漂浮在水面上。



● 死海 dead sea



倘若海水的比重超過了人體的比重，人掉到海水裏，就會像實驗中浮在鹽水中的雞蛋那樣，不管怎麼樣也不會沉下去了。死海是內陸大湖，由於它的水面比海平面還要低，所以凡是流進那裏面去的河水就再也流不出去。加上那個地方陽光很充足，溫度又很高，湖面上的水分不斷地蒸發到空中去，湖水裏面的鹽分就變得很高。死海海水裏含有的鹽分比普通的海水要高5倍左右。它的比重達到1.172～1.227，比人的比重要大，所以人掉到死海裏，總是漂浮在水面上。





參考資料:

(1) http://www.vhome.org .tw/resource/swimmin g.html

唔單止係游水時, 唔游水時都會浮起,
人本身就係浮喺水面, 放鬆就會浮,
浮唔到果D人係因為驚到發茅, 亂咁抓先會沉,
因為人身体入便係有大量空氣, 形成好大反氣壓,
反氣壓係用嚟對衡身体外既大氣壓力, 等我地唔使被壓扁,
就好似一包紙包飲品, 如果入便充滿空氣, 就會浮,
如果我哋用飲管啜哂D空氣出嚟, 紙盒就會畀大氣壓力壓扁,
而且仲冇辦法浮起添。