Question

いちご

物理基礎の浮力の問題です。
力のつり合いを立てると、f＝mgの式になると思ったんですが、答えを見ると、浮きの質量も考えていてT_T
よくある問題では、浮力＝重力の式を立てていたんですが、なぜこの問題は、浮きの質量も考えているのでしょうか？

断面積 S, 長さ1の一様な円柱形の浮きに軽い糸でおもりをつけ、水の中
に入れると,浮きの1の部分が空中に出て静止した。水の密度を po,浮き
の密度をo,重力加速度の大きさをgとし,糸とおもりの体積は無視できるも
O。
のとする。
(1) 浮きにはたらいている浮力の大きさfを求めよ。
f=(
へ
(2) おもりの質量mを求めよ。

(2)浮きの質量をM とすると M=pSIであり,浮き
にはたらく重力の大きさは Mg=pSlg である。浮き
と糸とおもりを一体のものと考えたとき,全体にはた
らく力は図2のようになる。これらの力のつりあいよ
tlfr約)
Mg
り
f-Mg-mg=0
2
- poSlg-pSlg-mg=0
3
2
mg
Do-0JSL
3
m=
図2
(Gm-)
2
解答
Do-pSI
3

浮力

Answer 1

ゲストあ

浮きと糸とおもりを一つの物体として考えているからです。
ちなみに、もしも質問者様のようにおもりにかかる力だけを考えるのであれば、上向正としてつりあいの式より

　0=おもりにかかる浮力-おもりにかかる重力
　　　+糸からの張力

となり、糸からの張力を求めるのに浮きについてつりあいの式を立てることになります。

いちご

なるほど！！ありがとうございます！