物理
高校生
解決済み
(1)は回答の木片は～から分かりません。
(3)もお願いします🙇♀️⤵️
\
69. 浮力
図のように、密度が p1, 一片の長さがαである一様な立方体の木片を,水
水深2lの水槽の底に固定された長さの軽い糸につけて上面を水平にして沈ませ静止
させた。 1はαに比べて十分大きいとする。 また, 水の密度を ρ2 とすると, p1 <pz であ
る。 重力加速度の大きさをgとし, 次の問いに答えよ。
(1) 糸の張力の大きさを求めよ。
(2) 糸を切ると, 木片は浮く。 木片の上面が水平になって静止したとき, 木片が水面より
も出ている部分の高さを求めよ。
*Ha
糸
a
21
[19 兵庫医大 ]
69.
解
Point! 水中にある物体には、物体が押しの
けた水の重さの分だけ鉛直上向きの浮力がはた
らき、その大きさは 「F=pVg」 で表される。 p
は水の密度,Vは押しのけた水の体積であるこ
とに注意する。
答 (1) 木片の体積はαであるから、木片の質量m
は
m=p₁a³
で表される。よって、木片にはたらく重力の大きさ W は
W=mg=p₁a³g
となる。 木片が完全に水中に沈んでいるとき, 押しのけ
た水の体積もα であるから 浮力の式 「F=pVg」より
浮力の大きさFは
F=p₂a³g
ここで,糸の張力の大きさをTとすると
木片にはたらく力は図aのようになり,カ
のつりあいの式は
p₂a³g=T+p₁a³g
よってT=P2dg-pra'g
=(0₂-0₁)a³g
(2) 木片が水面よりも出ている部分
の高さをxとすると, 木片が押し
のけた水の体積は α (a-x) であ
るから、浮力の大きさF' は
F'=pza2(a-x)g
となる。 図bのように,重力と浮力のつりあいより
pza2(a-x)g=pag
よって, pz (a-x) = pia となり, 式を整理すると
x=
0₂-0¹ a
P₂
T
b
p₂a²(a-x)g
x
a-x
pra³g
Pia³g
p₁a³g
図a
水面
図b
回答
回答
＊俺が書いた下記のタイトルのクリアノートを俺のプロフィールページから見てみてください！
−＊高校物理の力学問題の浮力の公式と大切なこと2つ
＊また木片は水中で静止しているので木片の上にかかる浮力と下にかかる張力と木片の重力は釣りあっています
＊上記のクリアノートと解説を見てご質問された問題を分からない場合は「分からない」とこの回答にコメントをお願いします
＊紙に図を描いて分かりやすく解説します！
回答ありがとうございます。
たすかります！！
ノート見させて貰います！！
ベストアンサーすごく迷ったので、回答が早かった方にしました。
またよろしくお願いします🙇
疑問は解決しましたか？
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回答ありがとうございました。
すみません😢
いろいろと書き間違えてました。
迷惑かけてすみません。
友達に教えて貰い理解できました。
ありがとうございました。