2019年12月9日月曜日

浮力の問題 考え方

綾瀬個別指導学院 糸井です。

今回は、浮力の問題についてです。浮力を求めるとき、重要な考え方2つあります。


・浮力=重力-弾性力(浮力の公式)
・水中の物体は、物体が排除した水の重さに等しい浮力を受ける。(アルキメデスの原理)


具体例を挙げて、浮力の問題を考えてみましょう。

質量100gの物体にはたらく重力を1N水1㎤あたり1gとして、次の問いに答えよ。

問1 質量240gの物体を水中に沈めたところ、ばねはかりの値は1.6Nを示した。

(1)このとき物体にかかる浮力は何Nか。
 まず、質量240gの物体にはたらく重力は2.4Nです。また、ばねが物体に及ぼす力(弾性力)は1.6Nなので、求める浮力は、浮力の公式より 2.4-1.6=0.8N と求まります。

(2)この物体の体積は何㎤か。
 アルキメデスの原理より、0.8N=80g=80㎤ と求まります。

問2 体積が200㎤、質量が160gの物体を水に入れたところ、物体が水に浮いた。

(1)この物体にはたらく浮力は何Nか。
 物体が水に浮いている場合は、浮力=重力となります。よって1.6Nと求まります。

(2)水面から上に出ている部分の体積は何㎤か。
 アルキメデスの原理より、物体の水中に沈んだ部分の体積は 1.6N=160㎤ です。
 よって 200-160=40㎤ と求まります。






重要な考え方2つをしっかり抑えて、浮力の問題に取り組みましょう。













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