Physics
มัธยมปลาย
71（2）
なんでS（㎡）をかけなくてはいけないんですか？
SDisney/Pixar
重力
A
A
B
ら受
0000000!
m
立 。
00000000
00000000
指
000000000
これ
B
60N
各方|
60N
解
力を
ヒント(2) 直列の場合は、 物体の重さと等しい力が両方のばねにはたらく。
用 用
例題9
体が
よう
1,圧力と浮力●
の形をした物体を,その上面が水面からd[m]の深さ
となるように沈めた。大気圧をpo[Pa], 水の密度を
p[kg/m°), 重力加速度の大きさをg [m/s°]として, 次
の各間に答えよ。
(1) 深さ d[m]における圧力を求めよ。
(2) 物体の上面と下面が,水から受ける力の大きさと向きをそれぞれ求めよ。
(3) 物体が受ける浮力の大きさを求めよ。
底面積 S[m°], 高さ ん[m]の直方体
水面
向と
ぞれ
d[m]
SCm
から
h [m]
水
F
発
SA
日 .ま賀
72.水の浮力 水の入っている容器に,天井から糸でつり下げ
た金属球を入れる。水の密度を 1.0×10°kg/m°, 金属球の体積
を1.0×10-5m,質量を8.0×10-2kg, 重力加速度の大きさを
9.8m/s° として,次の各間に答えよ。
(1)金属球が受ける浮力の大きさはいくらか。
水
Po,
金属球
JN6S
I
直列型
I図
直列型
I
図2
並列型
ニ
並列型 k=k,+k。
●サンドイッチ型 k=k+k。
71.圧力と浮力
解答(1) p+pdg[Pa] (2) 上面:(otpdg)S[N], 鉛直下向キ
下面: (か+p(d+h)g}S[N], 鉛直上向き (3) pShg[N]
指針 水中における圧力は, 水の重さによる圧力と大気圧の和に等し
い。また,水中で物体が受ける浮力は, 物体の上面が受ける力と下面が
受ける力の差となる。
解説)(1) 物体の上面が受ける水 ちるんH. 水面
1200
Opd +'4 ↑ ↑ ↑
断面積S
い
の重さによる圧力は,
oSdg
= pdg
11
S
[Pa]となる。求める圧力は,これに
大気圧を加えて,
(2) 物体の上面は, 鉛直下向きに押
される力を受ける。その大きさは,
(1)の圧力に面積をかけて,
Do+pdg[Pa)
6(4+P)d+
[N]S(6pd+°4)
物体の下面は,鉛直上向きに押される力を受ける。下面は、深さ
(d+h)の位置にあり,その圧力は(1)のdをd+hに置き換えて、
o+p(d+h)gである。受ける力の大きさは、
{bo+p(d+h)g}S[N]
(o)学力は、物体の上面と下面が受ける力の差である。(2)の結果を用
*21
72.水の浮力
( (N]64Sd=S(6pd +°4)-S{6(4+P)d+4}
解答(1)9.8×10-N (2) 0.69N
指針(1) アルキメデスの原理から,金属球が受ける浮力の大きさは,
押しのけた水の重さに等しい。(2)金属球が受ける力のつりあいの式を
解説)(1)(水の密度 p)× (物体の体積 V) = (押しのけな水a
立てる。
24以
冊1のけた水の重さは
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