Question

パオジアン

浮力の計算
大問2お願いします。

6 力と圧力に関する (1), (2) の問いに答えなさい。 ただし, 水の密度を1g/cm', 100gの物体には
たらく重力の大きさを1Nとし,糸の重さは考えないものとする。 ( 10点)
(1) 図12の物体Aと, 物体Aと同じ形で体積が等しく密度が5g/cmの物体Bを用いて,次の実
験を行った。
実験
① 物体Aを,図12の向きのまま図13のようにばねばかりにつるしたところ, ばねばか
りの目もりは?.4Nを示した。
②物体Aを,図13の状態から水槽に入れ, 図14のように水面から物体Aの底面までの
距離が5.0cmになるまで1.0cmずつ沈めていき, そのときのばねばかりの目もりの値を
調べた。 表4は, その結果を示したものである。
物体Bを図12の向きの物体Aの下にすき間なくつなぎ, 図15のようにばねばかりに
つるした。 ばねばかりにつるしたそれらの物体を水槽に入れ、水面から物体Bの底面
までの距離が6.0cmになるように沈めた。
図 12
0cm
物体A
5.0cm
'4.0cm
図 13
ばねばかり
物体A
表4
水面から物体Aの底面までの距離 (cm)
ばねばかりの目もりの値 (N)
水
-水槽
図 14
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
2.4 2.2 2.0 1.8 1.6
a 物体Aにはたらく重力の大きさは何Nか。
b 物体Aにはたらく浮力の大きさは何Nか。
③ 実験②で、 表4の空欄にあてはまる数値を予想して
水面から物体Aの底面までの距離とばねばかりの目もり
の値との関係を表すグラフを, 図16にかきなさい。
① 実験の の下線部のとき, ばねばかりの目もりの値は
何Nか。計算して答えなさい。 ただし, 物体にはたらく
浮力の大きさは,その物体が押しのけた分の水にはたら
く重力の大きさと等しいものとする。
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-6-
図 16
15.0cm
ばねばかりの
① 物体Aを,図12の向きで床に置いたとき. 物体Aが床におよぼす圧力は何Paか。 計算し
て答えなさい。
② 実験②で, 水面から物体Aの底面までの距離が4.0cmのときについて答えなさい。
2.0
8
51.0
値
(N)
図 15
物体A
一物体B
水
0
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
水面から物体Aの底面までの距離 (cm)

(2)
(1) の物体Bと,重さが1.8Nで高さが10cmより小さい物体Cを用いて,次の実験を行った。
┏実験・
図17のように、物体Bと物体Cを水槽に入れたところ, 物体Bは沈み, 物体Cは浮
いた。
⑤ 図 18 のように, 物体Cとばねばかりを滑車に通した糸でつなぎ, 水面から10cmの深
さまで沈めたところ, ばねばかりの目もりは0.7Nを示した。
⑥図19のように,物体B, 物体C, ばねばかりを糸でつなぎ, 物体Cが水面から10cm
の深さになるまで沈め, ばねばかりの目もりが示す力の大きさを測定した。
図 17
物体CI
物体B
水
水槽
図 18
10cm1
[物C]
図 19
-7-
物体 C
10cm
物体B
図 20
20cm物体C
滑車①
① 実験の で, ばねばかりの目もりが示す力の大きさと同じものはどれか。 次のア~エの
中から1つ選び, 記号で答えなさい。
ア 物体Cにはたらく重力の大きさ一物体Cにはたらく浮力の大きさ
イ物体Cにはたらく浮力の大きさ一物体Cにはたらく重力の大きさ
ウ物体にはたらく重力の大きさ+物体Cにはたらく浮力の大きさ
I (物体Cにはたらく重力の大きさ+物体Cにはたらく浮力の大きさ)÷2
② 実験の6の図18の状態から, ばねばかりを一定の速さで真上に引き上げ, 図20のように
物体Cを水面から20cmの深さまで沈めた。 このとき, ばねばかりが糸を引く力がした仕事
は何Jか。計算して答えなさい。
③実験ので, ばねばかりの目もりが示す力の大きさは何Nか。 計算して答えなさい。