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、重要な考え方が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。