2025.09.3

紙はなぜ水に浮くのか？理由を科学で解説｜表面張力・繊維・浮力の秘密

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0章｜紙はなぜ水に浮くのか？身近な科学の不思議

コップに白い紙をそっと置くと、意外にもぷかっと浮かぶことがありますよね。
「紙って植物でできているし、すぐ沈むはずじゃない？」と感じる人も多いでしょう。
でも、実は紙が水に浮くのにはちゃんとした理由があります。

その理由は、表面張力（ひょうめんちょうりょく）と紙の繊維に含まれる空気です。
さらに、紙は水を吸う性質を持っているため、最初は浮いてもやがて沈むという現象も起こります。
こうした何気ない日常の出来事には、科学の面白さが詰まっているんです。

紙はペラペラなのに、繊維の作りや性質を知ると「なるほど！」と思えるほど奥深い素材です。
この記事では、紙が水に浮く理由を表面張力・繊維構造・浮力の3つの視点から解説していきます。
身近な紙でできる実験も紹介するので、科学が好きな人も、自由研究のネタを探している人も楽しめます。

水には、表面を薄い膜のように張る力があります。これを表面張力と呼びます。
この力は、コップの水をいっぱいまで注いだときに少し盛り上がる現象や、水面に虫が浮いて歩ける現象を生み出しています。
軽い紙をそっと置けば、この見えない膜が紙を一時的に支えてくれるのです。

紙は植物繊維を絡ませて作られており、繊維の隙間には空気が含まれています。
この空気が浮き輪のような役割を果たし、紙をさらに浮かせやすくしています。
つまり、紙は意外にも“浮きやすい構造”を持った素材なのです。

紙の最大の特徴のひとつが吸水性。
紙の繊維はスポンジのように水を吸い込みます。
最初は軽くても、繊維に水が入り込むと急に重くなり、表面張力では支えきれなくなって沈みます。

水を吸った紙は水面と一体化してしまい、表面張力の“膜”が壊れます。
すると紙は水に溶け込むように沈んでいくのです。

アルキメデスの原理（浮力の法則）では、物体は押しのけた水の重さと同じだけの浮力を受けるとされます。けれども紙は非常に薄く、押しのける水の量もごくわずかです。浮力だけでは紙を支えられないため、水に浮かぶ紙を「浮力で浮いている」と考えるのは正しくありません。

実際に紙を浮かせているのは、**水の表面張力が作る“見えない膜”**です。水面はまるで薄いゴム膜のように張り詰めており、軽い紙をその上にのせれば、表面張力の力で一時的に支えられます。紙の繊維に含まれた空気も補助的に働き、わずかに浮きやすさを助けています。

紙は軽くてペラペラでも、繊維が水を吸うとすぐに重くなり、密度が水よりも高くなります。その瞬間、表面張力の膜が破れて紙は沈んでいきます。浮く→沈むという流れは、紙という素材の特性をそのまま表しているのです。

紙コップ、ティッシュ、新聞紙などでも実験できます。
身近な紙でもこんな違いが出るのは、繊維の長さや表面加工の差があるからです。

紙が水に浮くのは、

表面張力という水の膜
繊維に含まれた空気
軽さと吸水性のバランス
これらが絶妙に働くからです。
ペラペラの紙はただの消耗品ではなく、物理や化学を学べる最高の素材。
浮く→沈むの現象をじっくり観察すると、紙のすごさや繊細な性質が見えてきます。

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