Question

あいうえお

この問題を詳しく説明お願いします💦

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基本例題15 圧力と浮力
図のように,底面積 S〔m²〕, 高さん 〔m〕の直方体の
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/m²],重力加速度の大きさをg〔m/s2]として,次
の各問に答えよ。
(1) 物体の上面と下面にはたらく圧力を求めよ。
(2) 物体が受ける浮力の大きさを求めよ。
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の重さ
pSdg_
による圧力は,
= pdg 〔Pa〕 となる。 上面
S
が受ける圧力は,これに大気圧を加えた,
po+pdg〔Pa] である。 同様に, 物体の下面が受
ける圧力は,上面に比べてん〔m〕 だけ深いので,
dを (d+h) に置き換え, po+p(d+h)g 〔Pa〕
と求められる。
d[m〕
h (m)
基本問題 97,98,99
h
水面
S[m²]
(2) 物体の上面が水
から受ける力は鉛直
下向き, 下面が受け
鉛直上向きと
なる。 これらの力の
差によって浮力が生
じる｡
圧力の式「p = 号 」 から,
上面が受ける力 (popdg) S 〔N〕
下面が受ける力:{po+p(d+h)g}S [N]
これらの力の差を求めると、
{po+p(d+h)g}S-(popdg) S=pShg [N]
↑↑↑.
水面
↓↓↓poodg
po+p(d+h)g