Question

じゅけんせい

問４の問題で浮力が0.8Nとどのように分かるのですか？

5 物体にはたらく力や浮力を調べるために実験を行いました。
の影響は考えないものとし、 また、 質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。 (19点)
図1のように, ばねに1個 40.0gのおもりを1個から5個まで個数を変えてつり下げて, おもり
の個数とばねののびの関係を調べると、表1のようになった。
表 1
実験 1
ばね
ばねののび
図 1
・おもり
表2 水面から物体の底面
までの距離 [cm]
ばねばかりの
示す値〔N〕
おもりの個数 〔個〕
ばねののび〔cm〕
0
実験2
図2のように,高さが8.0cmの直方体の物体Aの上
面に糸をつけてばねばかりにつるし, 底面が水平になる
ように保ちながら物体Aを容器に入れた水に沈めてい
き, 水面から物体Aの底面までの距離とばねばかりの示
あたい
す値を記録した。 さらに,物体Aと同じ高さで同じ底
面積の直方体の物体Bについても同様の実験を行い 水
面から物体Bの底面までの距離とばねばかりの示す値を
記録した。
表2はその結果である。 ただし, 物体Bの実験では,
水面から物体Bの底面までの距離が6.0cmになったと
ころでばねばかりの示す値がONになり, それ以上はば
ねばかりを下げても物体Bは沈まなかったことを表して
いる。
0
1
2.0
底面
3
2
6.0
4.0
水面
|水
図2
実験3
物体Aの上面と物体Bの底面をぴったりと合わせて接着した物体を静
かに沈めると、図3のように容器の底まで沈み, 静止した。
4
8.0
糸
-
ばねばかり集
上面
5
10.0
0 1.0 2.0 3.0 4.0
5.0
6.0 7.0 8.0
9.0 10.0
物体 A 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.2 1.2
物体B 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
水面
水
物体A
水面から物体Aの
底面までの距離
容器
図3
1
―物体B
物体A

問3 表2から 水面から物体Aの底面までの距離とばねばかりの示す値との関係を表すグラフを,解
答欄の図に定規を使って実線でかきなさい。 (3点)
らん
問4 実験3で,物体A, B を接着した物体が容器の底を押す力の大きさは何N か求めなさい。(4点)
問5 実験4で, ばねののびが 7.5cmになるときの水面から物体Aの底面までの距離は何cmか求め
なさい。 また, 計算の過程や考え方も書きなさい。 ( 5点)

問4 表2, 水面から物体の底面までの距離が0cm の
ときのばねばかりの示す値から, 物体A, B を接着し
た物体にはたらく重力は, 2.0 + 0.6 = 2.6〔N〕 また,
表から, 水中の体積に応じて浮力が増加していると
わかる。 物体A, Bは同じ体積だから、水中にすべて
沈んでいるときの浮力は同じで、 その浮力の合計は,
0.8 x 2 = 1.6 [N] したがって, 接着した物体が容
器の底を押す力の大きさは 2.6 - 1.6 = 1.0〔N〕

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