Question

カワウソとハリネズミのハーフ

(2)
上面下面どちらもPoS(大気圧×表面積)があるのは何故ですか？
水から受ける力なのになんで大気圧も含まれるのですか？

S[m°)
75.圧力と浮カ 底面積 S[m?). 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 Do[Pa], 水の密度を
p[kg/m°), 重力カ加速度の大きさをg[m/s°]として,次
の各間に答えよ。
(1) 深さdIm)における圧力を求めよ。
底面積 S[m°], 高さ ん[m]の直方体
d (m)
h [m]
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。
ラ ST

75.圧力と浮力
解答(1) po+pdg[Pa] (2) 上面:(o+pdg)S[N], 鉛直下向き
下面:{o+p(d+h)g}S[N], 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
○物体の側面は,逆向き
に同じ大きさの力を受け,
それらはつりあっている
ので,考慮する必要はな
水面
い。
pSdg
S
potpdg
の重さによる圧力は,
= pdg
断面積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,
(か+pdg)S[N)
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,
po+p(d+h)gである。受ける力の大きさは,
{bo+p(d+h)g}S[N]
(3) 浮力は,物体の上面と下面が受ける力の差である。(2)の結果を用
h
Do+pdg[Pa)
このように, 物体が単
純な形状をしている場合,
上下方向の力の差で浮力
oShg [N] を求めること
ができ,アルキメデスの
原理による計算と同じに
なる。複雑な形状の物体
でも,縦長の細い直方体
の集合体であると考えれ
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potp(d+h)g
ば,同様にアルキメデス
いて,
{bo+p(d+h)g}S-(bo+pdg)S=pShg[N]
の原理が成り立つことが

浮力 圧力 大気圧

Answer 1

怪盗オメガ

圧力ばその上にあるものの重さに依存します。

したがって水面下においても、その上の水の重さと大気の重さの両方がかかることになります。