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11 木 浮力
103
2 水の中にある物体にはたらく力について次の実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 ただし、
100gの物体にはたらく重力を1N とし、 糸や棒の質量は考えないものとする。
体間でできた体積の異なる直方体のものようにた。 図1のようにニュートンばねばか
【実験】
りにつるして目盛りを読みとった。 次に、図2のようにおもりを水槽の水の中にすべて沈め、 水
(秋田)
槽の底につかない状態で目盛りを読みとった。 表は, A~Dの体積と,図 1,2での目盛りの値
を示したものである。 なお, A~Dのうち,2つは同じ金属でできている。
体積(cm〕
図1での値 〔N〕
10
2.2
60
80
おもり
A
B
C
D
4.8
2.2
2406.6.
X[
Y[
Z(
10
図2での値〔N〕
2.1
01.8
]
by
4.2
C
おもりにはたらく浮力が最も小さいものはA~Dのどれ
か。 1つ選んで記号を書きなさい。
オ
1.4
4.2
]
記号を書きなさい。 [
1
(3) 図3のように,BとDを棒の両端に糸で結びつけ, 2つの
おもりが水の中にすべて沈んでいる状態でつり合う位置を探
し、そこに糸を結んだ。 このときの位置はア~ウのどれか。
また, つり合った状態から糸を引き上げ, 2つのおもりを水 水槽
の中からすべて出した。 このときの棒の傾きはエ~カのどれ
か。それぞれ選び,記号を書きなさい。
位置 [
回る
・ニュートン
ばねばかり
図2
おもりー
] 傾き [
位置(ア 棒の中点よりB寄りイ 棒の中点 |
の中点よりD寄り)
つり合ったまま カ
傾き(エ
B側が下がる
D側が下がる)
(4) 図4は、Bが水の中にあるときにはたらく水圧のようすを模式的 図4
に示したもので, 矢印は水圧の向きと大きさを表している。 図4を
参考にして,次の説明が正しくなるように, XZ にあてはまる
容や数値をそれぞれ書きなさい。 ただし, Bの上面と下面の面積は
ともに 6.0cm²(0.0006m²) とする。
B
]
Bについて,下面をおす力の大きさは 下面にはたらく水圧×面積
ON.
で表される。
上面をおす力の大きさは上面にはたらく水圧×面積で表される。
VEFUV
水
BROCK S
水面
よって, B にはたらく上向きの力の大きさは,
X
このことから,Bの下面にはたらく水圧と上面にはたらく水圧の差は(Y)Paと求めら
れる。また, Bの体積は60cm, 水の密度は1g/cm²であることから,Bにはたらく上向き
の力の大きさは,Bと同じ体積の(Z)の大きさに等しい。
