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4 恵さんは, 水中の物体にはたらく力について実験を行った。 下の(1)~(6) 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, フックや糸の体積と質量, 滑
車の摩擦は考えないものとする。
【実験Ⅰ】 水がしみこまない, 表1のような直方体の物体A,
表1
すいそう
Bを水槽の水に入れたところ, 図1のように, Aはしずみ,
Bは水面からBの底面までの距離が2cmで静止した。
A
底面積 [cm] 10
高さ [cm]
B 40 5 30
80
【実験Ⅱ】 図2のように, Aをばねばかりにつるして水に入れ,
水面からAの底面までの距離をSとしてばねばかりの値を読
み, 表2にまとめた。
質量[g]
80
図1
B
水面
ック
2 cm
【実験Ⅲ】 図3のように, 水槽の底に固定した滑車を使ってB
につけた糸をばねばかりで引き, 水面からBの底面までの距
離をTとしてばねばかりの値を読み, 表3にまとめた。
図2
ばねばかり
A
ST
底面一
底面
水槽
図3
表2
Scm
1
2 3
4
5
6
ばねばかり
0.7 0.6 0.5 0.4 0.4 0.4
B
の値 [N]
表3
底面
滑車･
Tcm
2
3 4
5
6 7
ばねばかり
の値[N]
0
0.4 0.8 1.2 1.2 1.2
図4
底面
(1) 図1について, Bにはたらく重力はどのように表されるか, 図4に
矢印でかきなさい。 ただし, 方眼の1目盛りを0.2Nとする。
(2) 下線部は,変形したばねが, もとにもどろうとする性質を利用した
道具である。 この性質によって生じる力を何というか,書きなさい。
(3) Tが6cmのとき, Bにはたらく浮力の大きさは何Nか, 求めなさい。
(4) 次のうち, Sが4cmのときのAの底面にはたらく水圧の大きさと, Tが4cmのときのBの
底面にはたらく水圧の大きさの比を表しているのはどれか1つ選んで記号を書きなさい。
ア 1:4
イ 1:2
ウ 1:1
I 2:1
オ 4:1
(5) 表2, 3をもとに, 恵さんが考えた次の文が正しくなるように, Xにあてはまる内容を
書きなさい。
物体の X
状態では, 物体の
が大きくなるほど浮力は大きくなるが, 物体がすべて水に入った
X が変わらず, 浮力は変わらない。
(6) 恵さんは, 図5のように、BにAをのせたアと,BにAをつり下図 5
A
げたイを,それぞれ水に入れ、手で支えた。 手を離したところ, ア,
イのどちらも水にうき, 水平に静止した。 このとき, 水面からBの
底面までの距離が小さいのはア, イのどちらか, 記号を書きなさい。
また、その距離は何cmか, 求めなさい。
B
ア
