物理
高校生
解決済み
この問題の（2）で、上面が受ける力を求めるとき、
なぜSをかけたのかがわかりません。わかる人教えてください🙇♂️🙇♂️🙇♂️
71.圧力と浮力
解答(1) po+odg[Pa] (2)上面: (o+pdg) SIN], 鉛直下向き
下面:{か+p(d+h)g}S[N], 鉛直上向き (3) pShg[N]
指針 水中における圧力は, 水の重さによる圧力と大気圧の和に等し
い。また,水中で物体が受ける浮力は, 物体の上面が受ける力と下面が
受ける力の差となる。
解説)(1) 物体の上面が受ける水
○物体の側面は,逆向き
に同じ大きさの力を受け,
それらはつりあっている
ので,考慮する必要はな
水面
い。
の重さによる圧力は,
pSdg
=pdg
S
po+pdg
断面積S
d
[Pa]となる。求める圧力は, これに
大気圧を加えて,
(2) 物体の上面は, 鉛直下向きに押
される力を受ける。その大きさは,
(1)の圧力に面積をかけて,
(bo+pdg)S[N)
物体の下面は,鉛直上向きに押される力を受ける。下面は, 深さ
(d+h)の位置にあり,その圧力は (1)のdをd+hに置き換えて
po+p(d+h)gである。受ける力の大きさは,
{bo+p(d+h)g}S[N] 大 )
(3) 浮力は,物体の上面と下面が受ける力の差である。(2)の結果を用
Do+odg[Pa)
h
このように, 物体が単
純な形状をしている場合,
上下方向の力の差で浮力
oShg [N] を求めること
ができ,アルキメデスの
原理による計算と同じに
なる。複雑な形状の物体
でも,縦長の細い直方体
の集合体であると考えれ
ば,同様にアルキメデス
の原理が成り立つことが
X0.9
111
Dotp(d+h)g
いて,
{bo+p(d+h)g}S-(b0+pdg)S=pShg[N]
0a(0)
010
72.水の浮力
わかる。
SAUS
土 日 0
1.圧力と浮力底面積S[m°], 高さ ん[m]の直方体
の形をした物体を,その上面が水面からd[m]の深さ
となるように沈めた。大気圧を Do[Pa], 水の密度を
o[kg/m°], 重力加速度の大きさをg[m/s°]として, 次
水面
d[m]
S[m°]
h [m]
の各間に答えよ。
大の子
(1))深さ d[m]における圧力を求めよ。
(2) 物体の上面と下面が,水から受ける力の大きさと向きをそれぞれ求めよ。
(3) 物体が受ける浮力の大きさを求めよ。
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