Question

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中学2年生の圧力の問題です。
(5)がわかりません。答えと解説も写真に載せてるのですが、解説を見ても理解ができません。解説の解説がほしいです;;

2
図1のように、長さ12cm のばねを使って、おもり
の質量とばねののびとの関係を調べグラフにしたとこ
ろ、図2のようになった。 このばねを使って次の実験
を行った。あとの問いに答えなさい。ただし,100g
の物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、糸の質量
や体積は無視できるものとする。 ( '17 富山県)
図1
図2
2
16
長
さね
おもり
14
ば12
ね10
の
8
6
(cm) 4
2
〔実験〕
50
100
150
200
おもりの質量(g)
水を含めて質量の合計が600g のビーカーを水平な台の上に置き、図3のように,質量が
150gのおもりを糸でばねにつるして水にしずめたところ, ばねの長さは20cmとなった。
次に図3の状態から, 図4のように, ばねの長さ
18cmとなるようにおもりをビーカーの底にしず
め、水平な台とビーカーの間にはたらく力について
下調べた。 とめた。
図3
(1) 図1において,ばねに質量 150gのおもりをつる糸
大図
20cm
18cm
書
すとばねののびは何cmになるか、求めなさい。
(10点)〔
(1) Xにはたらく重力の大きさは何
(2) 図3のおもりにはたらく水圧の向きと大きさを示す模式図として,最も適切なものはど
れか。次のア~エから1つ選び、記号で答えなさい。ただし、矢印の向きは水圧のはたら
く向きを矢印の長さは水圧の大きさを表している。
イエ
(10点)〔 〕
(10点)
Pal
ア
I
水面
水面
水面
cm
したとき
れらはどのよう
になるか、
適切なものを次のア
(3)図3において、おもりにはたらく浮力の大きさは何N か,求めなさい。
L
(10点)[
N]
All
(4) 図4において,ビーカーの底がおもりを上向きにおす力は何N か、 求めなさい。
(10)〔
N〕
(5)図4において、水を入れたビーカーの底面積は0.005m² である。 水平な台が水の入った
ビーカーの底面から受ける圧力の大きさは何Paか, 求めなさい。
142
(1点
Pa]

2
(1)12(cm) (2) ウ (3) 0.5 (N) (4) 0.25 (N) (5) 1350 (Pa)
大 (1) おもりの質量が150gのときのばねののびを図2から読み取ると 12cm である。
(2) 水面からの深さが深いほど水圧は大きくなるので, ウが正しい。
(3) 図3でばねの長さが20cm なので, ばねののびは, 20-12=8 [cm] である。 ばねののび
8cmになるのはおもりが100gのときなので,質量 150g との差である, 150-100=50[g]
物体にはたらく重力の大きさが浮力の大きさである。 よって、浮力の大きさは 0.5N。
(4) 図4のほうが図3よりばねののびが2cm短い。 ばねを2cmのばすおもりの質量をxと
すると8[cm] 100[g]=2[cm] x [g] x=25 [g] よって 求める力の大きさは 0.25N
である。
(5) 図4でのばねののびは6cm,(1)より空気中では12cm だったので、差である6cm 分ばねを
6 [cm]
のばすときにはたらく力は, 1 [N] x
48[cm]
=0.75 [N] よって, ばねがおもりを引く上向き
の力は, 0.75 [N] である。台が水の入ったビーカーの底面から受ける力の大きさは,ビーカー
と水の質量600gにはたらく重力6Nに,ピーカーと水に加わっている力 1.5-0.75 -0.75 [N]
を加えた, 6.75N なので,台がビーカーの底面から受ける圧力は,
6.75 [N]
=1350 [Pa]
0.005 [m²]
となる。
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