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数
物体A
このおもり2個を円柱形の容器に
入れて密閉した物体Aを用意し
14
かいとさんとあおいさんは、浮力について興味をもち、次の実験を行った。ただし、100g の
物体にはたらく重力の大きさを1.ONとし、糸や容器の質量は考えないものとする。
1
実験1 図1のように、 1個 250g
図2
図3
5.0
ばね
しずめた
深さ
ばかり
糸
10cm
図1の矢印の位置に糸をつ
け、 図2のように、物体Aをば
bd
底面積40cm²
ばねばかりの値N
4.0
3.0
2.0
[N] 1.0
ねばかりにつるし、じゅうぶんに深い水の中にしずめて
0
0 2
いき、2cm しずめるごとにばねばかりの値を記録した。
4 6 8 10 12 14 16
しずめた深さ [cm]
結果をグラフに表すと図3のようになった。この結果について、次のような会話をした。
かいと図3から、しずめた深さが10cmになるまでは、ばねばかりの値が小さくなっていくね。
あおい:しずめた深さが10cm以上になるとばねばかりの値が変化しないね。 浮力は物体の何
に関係しているのだろう。
(1)
かいと浮力は、水中にある物体の体積の大きさに関係していると思う。 また、水中に物体を
しずめるときは、 物体の底面はより深いところに位置するから、 より大きい水圧がはた
らく。 だから、 全てしずんでいるときの浮力は、物体の底面積に関係していると思う。
あおい:そうかなあ。 物体が軽いほうがうきやすそうだから、 浮力は 物体の質量に関係してい
ると思う。 浮力は物体の何に関係しているかを、 実験2で確かめてみよう。
単3
図4
実験2 実験1と同じおもりを
用いて、 図4のようにおもり
を入れて密閉した物体B~F
を用意した。 物体Dと物体E
は同じ容器であり、物体Eは
物体Dを上下反対の向きにし
たものである。 それぞれ図4の矢印の位置に糸をつけ、 物体をばねばかりにつる
し、水中に全てしずめたところ、 ばねばかりの値は表のようになった。
物体D |物体E|
ばねばかり
物体の値〔N〕
運動とエネルギー
物体B |物体C
物体F
10cm
空気中 水中
20cm
A
5.0 1.0
10cm
B
5.0 3.0
5cm
C
10.0 6.0
D
10.0
6.0
底面積40cm² 底面積 40cm² 底面積 40cm²
体積400cm3
底面積120cm2
体積 400cm3
E
10.0 6.0
F
7.5
なお、物体Fの記録はしていない。
物体Aを水にしずめた深さが4cmのときの、物体Aにはたらく浮
力の大きさは何Nか書きなさい。
(2)
2 波線部分の理由を、 「重力」、 「浮力」 の2つの語を用いて簡単に書き
なさい。
3 浮力について述べた文として正しいものを、次のア~カから2つ選
(3)
びなさい。
ア 下線の部分は、物体Aと物体Bの結果から正しい。
イ 下線の部分②は、物体Dと物体Eの結果から正しい。
下線の部分 ③は、物体Aと物体Cの結果から正しい。
物体Bを全てしずめたときの浮力と物体Eを全てしずめたときの浮力は、同じである。
オ 物体Dを10cm しずめたときの浮力は、物体Eを10cm しずめたときの浮力よりも大きい。
カ物体からおもりを2個とり除いて物体Dを全てしずめると、浮力の大きさは半分になる。
(4) 表で空欄になっている、 実験2の物体Fの記録は何Nか書きなさい。
485
(4)
☐
OXHO
福井
本誌 > P.62~63
A