62 浮力と力のつりあい 図1のように,密度 水面 8.0×102kg/m² 1辺0.10 mの立方体の形をし た物体を棒で押し, 水中に沈めて静止させた。 水 の密度を1.0×103kg/m² 重力加速度の大きさ を9.8m/s2 とし, 棒の太さは無視できるとする。 (1) 図1で物体が受ける浮力の大きさはいくらか。 図1で棒が物体を押す分の大きさはいくらか。 (3)棒で物体を押すのをやめたところ, 物体は上昇し, 図2のように、水面に浮かん だ状態で静止した。 水面より下の部分の物体の体積は、物体全体の体積の何%か。 ➡5 ヒント (3) 物体が受ける浮力の大きさは,物体が排除した部分の水の重さに等しい。 物体 698 116 図 2

(3) 水面より下の部分の体積をV'[m²] とする。 物 体には浮力 F' 〔N〕, 重力 W 〔N〕がはたらく。 物体が受ける力のつりあいから, F'-W=0 pV'g-poVg=0 よって, V'_po_8.0×102 P 1.0×103 V -=0.80 答 80% P F'(=pV'g) W 図 b (3) 水中にある部分の物体 の体積が V'[m²]だから、 F'=pV'g〔N〕 da (=po Vg=A__ (