物理
高校生
Z会の共通テスト実践問題集オリジナル第1回の中の問題です
浮力がかかることはわかるのですがここに大気圧がかかってる理由がわからないです🥲
どなたか教えていただけたら嬉しいです。
よろしくお願いします！
問5 図5のように,絶対温度 T, 圧力 Po の大気中で,高さで厚さが無視でき
る円筒容器を,開口が下側で,その底面が水平になるように静止させた。図5
の状態から,底面の水平を保ったまま,密度ρ,絶対温度 T (>T) の液体中
に沈め,図6のように,容器の底面が容器外の液面と高さの一致する位置で静
止させたところ, 容器内の液面から容器の底面までの高さは最終的に1になっ
た。Tを表す式として正しいものを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただ
し、図6の状態での円筒容器内の気体の絶対温度はTであるものとし,重力
加速度の大きさをg とする。 また, 円筒容器内に閉じ込めた空気が容器の外
にもれることはなかったとする。
T= 5
①
4
Po To
plg
plgT。
Po
To Po
液体
PT
図 5
②
Po
Po-plg
-To
Poolg_T。
Po
③
6
図 6
Po
Potolg
-To
Potolg_T。
Po
す。
1111
長を
お
経過
EO
な
に座変速
MAR
問5
β×2.0=2π
5
⑥
容器外の液面よりもだけ低い位置での液体の圧
1240
力は
Poplg (Po+plg)s
(
容器の底面積をS, 問題の図
6の状態での容器内の気体の
圧力をPとすると、 容器内
の液面において,気体の圧力
による力と、液体の圧力によ
る力の2力の大きさが等しい
06 AJRM
Po
To TNT
12 to
2π
2.0
PS
PS= (P+plg)S0103 328
G
B= =π
∴.P=Po+plg
2
DIN
問題の図5の状態と図6の状態にシャルルの法則
を適用し,②を用いてPを消去すれば
す
P_Po+plg
Potplg
Po
1
T=-
-To
補足図5において容器を急激に沈めた場合,容器
3-16 235NT
20
る｡ 内の気体は液体から押し込まれるため,気体の体積
る
は SI より小さくなる。 ただし、その後図6の状態
回答
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＿この設問を浮力の問題として解くには、浮力の原理の理解が必要です。
＿ただ、水に木を浮かせる、等の設問の解き方だけを覚えて(理解して？)対応してきた人には解けません。
＿段階として、気球等の、気体の中での浮力の問題を解き、次の段階として、浮力の原理を理解・確認しないと、解けません。
＿解き方だけ覚えて来た人と、原理を理解して来た人と、を判別する問題です。
＿でも、気体の状態方程式と、水圧の問題と、として解けば、解き方だけ覚えて対処出来ます。