Question

はなさき

なぜ20%になるのか教えてください💦💦

図8のように,質量100gの物体D を水中に入れたところ浮かんで静止し 図8
ました。 このとき、物体Dの水面より上にある部分の体積について調べるた
めに,次のような実験を行いました。
【実験2】
<方法>
図9
物体D
図9のように, 物体Dにつないだ糸を, 2つの定滑車を通してばねば
かりで引き, 物体D全体を水中に沈める。 このとき糸が物体D を引く
力の大きさをばねばかりで測定する。
<結果>
物体D
ばねばかりで測定した, 糸が物体Dを引く力の大きさは0.25N で
あった。
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5 実験2の結果から, 図8のように, 物体D が水に浮かんで静止しているとき, 物体Dの水面よ
り上にある部分の体積は、物体全体の体積の何%ですか。 求めなさい。 (
%)

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

素隹

物体が浮かんでいて動かないということは、浮力と重力の大きさが等しく釣り合っているということです。
では浮力はどう求めるんだという話ですが、浮力は水を押しのけた体積に比例します。浮力は水を押しのけた体積と水の密度の積をNにすることで求められます。
つまり水に使っている部分の体積が大きいほど浮力が大きくなるわけです。
実際、実験2では物体Dを全て沈めると0.25Nの力で上に行こうとしてますよね。
つまりこれは浮力が重力より0.25N大きいということになります。
物体Dの質量は100gで重力は1Nですから、浮力は1.25Nということになります。
最初の話に戻ると、図8のとき浮いている時浮力と重力の大きさは等しいので浮力はこのとき1Nとわかります。
これに浮力は水を押しのけた体積（水に使っている部分の体積）に比例するので
図8で沈んでいる体積:物体Dの体積=1:1.25=4:5
よって浮いている部分の体積は物体Dの1/5になり２０％となるのです。

素隹

誤字:使っている→浸かっている

はなさき

丁寧にありがとうございます！！😭😭
とても分かりやすいです！！