理科
中学生

問4の問題で浮力が0.8Nとどのように分かるのですか?

5 物体にはたらく力や浮力を調べるために実験を行いました。 の影響は考えないものとし、 また、 質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。 (19点) 図1のように, ばねに1個 40.0gのおもりを1個から5個まで個数を変えてつり下げて, おもり の個数とばねののびの関係を調べると、表1のようになった。 表 1 実験 1 ばね ばねののび 図 1 ・おもり 表2 水面から物体の底面 までの距離 [cm] ばねばかりの 示す値〔N〕 おもりの個数 〔個〕 ばねののび〔cm〕 0 実験2 図2のように,高さが8.0cmの直方体の物体Aの上 面に糸をつけてばねばかりにつるし, 底面が水平になる ように保ちながら物体Aを容器に入れた水に沈めてい き, 水面から物体Aの底面までの距離とばねばかりの示 あたい す値を記録した。 さらに,物体Aと同じ高さで同じ底 面積の直方体の物体Bについても同様の実験を行い 水 面から物体Bの底面までの距離とばねばかりの示す値を 記録した。 表2はその結果である。 ただし, 物体Bの実験では, 水面から物体Bの底面までの距離が6.0cmになったと ころでばねばかりの示す値がONになり, それ以上はば ねばかりを下げても物体Bは沈まなかったことを表して いる。 0 1 2.0 底面 3 2 6.0 4.0 水面 |水 図2 実験3 物体Aの上面と物体Bの底面をぴったりと合わせて接着した物体を静 かに沈めると、図3のように容器の底まで沈み, 静止した。 4 8.0 糸 - ばねばかり集 上面 5 10.0 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 物体 A 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.2 1.2 物体B 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 水面 水 物体A 水面から物体Aの 底面までの距離 容器 図3 1 ―物体B 物体A
問3 表2から 水面から物体Aの底面までの距離とばねばかりの示す値との関係を表すグラフを,解 答欄の図に定規を使って実線でかきなさい。 (3点) らん 問4 実験3で,物体A, B を接着した物体が容器の底を押す力の大きさは何N か求めなさい。(4点) 問5 実験4で, ばねののびが 7.5cmになるときの水面から物体Aの底面までの距離は何cmか求め なさい。 また, 計算の過程や考え方も書きなさい。 ( 5点)
問4 表2, 水面から物体の底面までの距離が0cm の ときのばねばかりの示す値から, 物体A, B を接着し た物体にはたらく重力は, 2.0 + 0.6 = 2.6〔N〕 また, 表から, 水中の体積に応じて浮力が増加していると わかる。 物体A, Bは同じ体積だから、水中にすべて 沈んでいるときの浮力は同じで、 その浮力の合計は, 0.8 x 2 = 1.6 [N] したがって, 接着した物体が容 器の底を押す力の大きさは 2.6 - 1.6 = 1.0〔N〕
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