理科
中学生
解決済み
解説に物体AとBは同じ体積と書いてありますが、なぜ同じ体積と分かるのですか?
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。 問1 ~ 間5に答えなさい。 ただし、大気圧
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)
表2
実験 1
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
ばねー
ばねののび
図 1
実験 2
おもり
1
2.0
ばねばかりの
示す値〔N〕
0
おもりの個数 〔個〕
ばねののび [cm]
0
図2のよ
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香録
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水面
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。
2
4.0
底面
3
4
5
6.0 8.0 10.0
図2
ばねばかり
糸
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。
上面
水面から物体の底面 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
までの距離 [cm]
物体 A 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3
物体B 0.6 20.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
物体A
I
水面から物体Aの
底面までの距離
容器
1.2 1.2
T
水面
図3
1.2
-物
・物
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)
間 4 表2の, 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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