かきなさい。 (3) 図17のように,スタンドのつり棒にばねを固定し, ばねに図17 おもりをつり下げて, 静止させた。 その後, ばねにつり下げ るおもりの質量を変えながら, ばねののびを測った。図18は, このときの,おもりの質量とばねののびの関係を表したもの である。 ただし,100gの物体にはたらく重力の大きさを 1Nとし, ばねの質量は無視できるものとする。 き,糸bがおもりBを引く力を, 点Pを作用点として, つり棒 ばねののび 図 18 10 8 6 4 スタンド (cm) 2 ・おもり 0 床 40 80 120 160 おもりの質量(g) ばね ① 図17のばねに,おもりCをつり下げたとき, ばねののび は6cmであった。おもりCの質量は何gか。 また、おも りCを月に持っていったとき, 月面上でおもりCにはたらく重力の大きさは何Nになると考えられるか。それぞれ答えなさ い。ただし,月面上での物体の重さは,地球上での重さの6分の1になるものとする。 19 1.8m 水面から物体Dの 下面までの距離 水槽 水面 ばねののび 図206 ばね 5 4 3 糸 物体D (cm) 2 ・水 1 床 図19は, 直方体の物体Dと図17のばねを, 水の入った 水槽の底につけた定滑車を通した糸で結んだ装置である。 図19の物体Dは,質量80gであり,水に入れると,傾 くことなく水面からとcmだけ沈んで静止する。 ばねを 0.02m 真上に引くと,物体Dは水中で傾くことなく真下に沈ん でいく。図20は,このときの, 水面から物体Dの下面ま での距離とばねののびの関係を表したものである。 ただ し,糸の質量は無視でき, 定滑車の摩擦はないものとす る。また, 水面から物体Dの下面までの距離が5cmになるまでに物体Dと定滑車はぶ つかることはないものとする。 定滑車 0 1 2 3 4 5 水面から物体Dの 下面までの距離 (cm) a 水面から物体Dの下面までの距離が3.5cmのとき, 物体Dにはたらく浮力の大きさは何Nか。 図18と図20をもとに,計 算して答えなさい。

物体Dにはたらく重力と糸が物体Dを引く力の合力が 物体Dにはたらく浮力とつり合っている。 糸が物体Dを 引く力は,糸がばねばかりを引く力と等しいので、ばね ののびから糸がばねを引く力の大きさを求めればよい。 水面から物体Dの下面までの距離が3.5cmのとき,図20 よりばねののびは3cm。 図18より,ばねに60gのおも りをつるしたときにばねが3cmのびることが分かって いる。 よって, 水面から物体Dの下面までの距離が 3.5cmのとき,糸が物体Dを引く力の大きさは0.6Nであ る。 したがって、物体にはたらく浮力の大きさは 0.8〔N〕 +0.6〔N〕 = 1.4〔N〕である。 1 (1) (2