(1)なぜf−ρVg＝0となるのか教えてください。
この問題のVは木片全体の体積を示していて、その木片は浮いていて水の中にあるのは1部分なのに、ρVgとしてもよいのですか？
✨ Jawaban Terbaik ✨
(1)では浮力を抽象的なものに捉えています.
木片に働く力を考えると, 下向きに重力による力(ρV)g [ρVで質量].
あとは浮力が逆向き(上向き)に働いていて, これを"仮に"fとしたわけです.
木片の運動方程式は上向きを正にとり, 加速度をaとすれば
(ρV)a=f-ρVg
問題文にある"木片を静かに水を浮かせた"というのは"木片が静止状態にある"という意味なので, 加速度aは0です.
したがって
0=f-ρVg⇔f=ρVg
と釣り合いの条件から求められたわけです.
***
いわゆる"アルキメデスの原理"による浮力の考察は(2)でおこなっています.
それは解答を読めば分かると思います.
ρ=m/Ｖ(質量/体積)ですから、そこに体積Ｖをかけた
ρＶというのは木片の質量を表します。つまりρＶgは木片の質量をmとするとmgと同じです。
鉛直方向に働く力は、木片にかかる重力と水からの浮力のみですから、釣り合いを考えると写真の式になります。
ちなみに浮力を表すρＶgのρは、液体の密度です。物体の密度じゃありません。多分そこを間違えてたのかな？
なまたまさん, こんにちわ.
はる*さんはおそらく
「浮力というのは物体が押しのけた分の液体に働く重力」, ということは答えに水の密度であるρ_0が出てくるのでは?
と思ったのではないかと思います.
***
運動(力学問題)を考えるときは, まず運動方程式[釣り合いは加速度が0の場合の特殊例]を立式する.
その次に拘束(束縛)条件を考えていくという手順に慣れていないのだと思います.
なるほど。。
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木片の重力とのつりあいを考えるのですね
丁寧にありがとうございました！
理解できました🙌