Question

Sepia

定期テストに出題された問題なんですが、（４）の答えが0.5Nで、先生は「Qに働く浮力とPに働く浮力は同じだから（２）と同じ答えになる」と言っていました。でもその意味があまりよくわかりません。
なので教えて欲しいです。

物体に働く浮力の性質を調べるために、 【実験】 を行いました。 次の各問いに答えなさい。 (8点)
【実験】
I
高さが5.0cm 重さと底面積が等しい直方体の
容器を2つ用意した。 容器Pは中を空にし、容器 Q
は中を砂で満たし、ふたをした。 ふたについている
フックの重さと体積は考えないものとする。 図1の
ように、ばねばかりにそれぞれの容器をつるしたと
ころ、 ばねばかりの値は表のようになった。
Ⅱ 図2のように、 容器Pと容器Qを水が入った水そうに
静かに入れたところ、 容器Pは水面から3.0cm 沈んで
静止し､ 容器Qはすべて沈んだ。
ⅡI 図3のように、 ばねばかりに容器Qを
取り付け、水面から静かに沈めた。 沈んだ
深さ x とばねばかりの値の関係を調べ、
図4にその結果をまとめた。
Ⅳ 図5のように、 ばねばかりにつけた糸を、
水そうの底に固定した滑車を通して容器P
に取り付け、容器Pを水面から静かに沈め
た。 沈んだ深さy とばねばかりの値の関係
を調べ、図6にその結果をまとめた。 ただ
し、糸の重さと体積は考えないものとする。
2
容器
容器Q
図3
x
容器P
図5
容器P
容器 Q
ばねばかりの値 0.30 N 5.00 N
Y
-滑車
ばかり
フックー
5.0cm
ばねばかりの
図1
水面
3.0 cm)
ば 5.50
5,00
か 4.50
4.00
値 3.50
(N) 3.00
値
[N]
ば 0.60
ば 0.40
り 0.20
0
砂
容器Q
容器P
図2
容器
水そう
5.0
水面からの深さ x [cm]
図4
C
3.0 5.0
水面からの深さy[cm]
図 6
(1) ⅡIで、容器Pに働く浮力の大きさは何Nですか。 小数第2位まで、 数字で答えなさい。
(2) Ⅲで、容器Qがすべて沈んだとき、 容器Qに働く浮力の大きさは何Nですか。 小数第2位まで、
数字で答えなさい。
0.5
ひだ
(3) IVで、容器Pがすべて水中に浸った状態のとき、 容器Pに働く重力の大きさは何Nですか。
小数第2位まで、 数字で答えなさい。
1と同じ 0:3
(4) ⅣVで、容器Pがすべて水中に浸った状態のとき、 容器Pに働く浮力の大きさは何Nですか。
小数第2位まで、 数字で答えなさい。
に働く力 OS

S
(4) 容器Pと容器Qは、体積が等しいので､水中にすべて浸ったときに働く浮力の大きさは
同じはずであり、 0.50Nである。 IVでは、容器Pに下向きに働いている力は重力の
0.30N 上向きに働いている力は浮力の0.50Nとなり、 容器Pに上向きに働く力の方が
0.2ON大きい。 この0.20Nが、図6で、 容器Pが水中に全て浸った状態の ときにばねば
かりで引く力となっており、これにより、 容器Pは水中にとどまることができる。
(容器Pは下向きに引く力を働かせないと、図2のように浮かんでしまう!!)

物体に働く浮力

Answer 1

✨ Best Answer ✨

すけ

アルキメデスの原理より、物体の水中にある部分の体積が大きいと浮力も大きくなります。
つまり水中部分の体積が等しい、つまり(2)と(4)のように体積の等しいPとQがともにすべて水中にある場合は浮力は同じ強さになります。

Sepia

なるほど！ありがとうございます😊