Question

ANana

リードα物理基礎の浮力の問題です。
物理が苦手すぎて、解説を読んでもわかりません。詳しく解説していただけないでしょうか？ちなみに85の問題です。

84 2140)
れた水と油が図
の位置でつりあっている。 水と油の境界面から液面までの高さ
はそれぞれ6.0cm, 7.5cmである。 水の密度を1.0×10°kg/m² 6.0cm
として,油の密度を求めよ。
油
7.5cm
85 浮力 密度が一様な物体を水(密度po [kg/m²]) に浮かべたところ,物体の体
V[m²] の3分の2が水面より下に沈んだ。 重力加速度の大きさをg [m/s²] とする。
(1) この物体の密度ρ [kg/m²] を求めよ。
(2) 力を加えて物体全体を水面より下に沈めたい。 必要な力の大きさf [N] を求めよ。
例題 1893
86 浮力 質量 m[kg], 密度ρ [kg/m²] の物体を, ばね定数k [N/m]
のばねの先端に取りつけ, 密度 po [kg/m²] の液体に完全に沈めたところ､
ばねが自然の長さから伸びた状態でつりあった。 重力加速度の大きさを
g [m/s?] とし, ばねの質量および体積は無視できるものとする。
Ollllllll
○物体

85
浮力の大きさは、物体が排除した水の重さに等しく､ 「F=pVg (p : 水の密度, V: 物体が排除し
た水の体積)」で表される。
a
であるから,
解答 (1) 物体の質量m[kg] は, m=pv
物体にはたらく重力の大きさは mg=pVg [N]
一方,物体が受ける浮力の大きさは, 「F=pVg」
より
F=px V x gª = PVg [N]
重力と浮力がつりあうので F-mg = 0
2
よって / avg-pg=0 ゆえに p=/4/30 [kg/m²]
-Po
(2) 物体にはたらく力は,図bのようになる。 力の
つりあいの式を立て, (1) の結果を用いると
PoVg-pvg-f=0
PoVg-/pVg-f=0
Po
よって f/1/2oVg [N]
F
p
mVg
p
pVg
図 a
f
pVg
図 b
1
3
133
質量
体積
質量=密度×体積
1 密度 =
2注 浮力の式 「F=
pVg」 の と V に代入する量
について注意すること
水の密度 (物体自身の密度
ではない)
V : 物体が排除した水の体積
(物体全体の体積とは限らな
い)
(2) 紅
(1)

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