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Science Junior High

(2)の答えと解き方が解りません。 どうすれば良いでしょうか? 何卒お願いします。

5. 以下の実験について、 問いに答えなさい。 【思考・判断・表現】 佳奈さんと大路くんは浮力の大きさについて以下のように予想した。 佳奈さん 浮力の大きさは物体の「物体の重さ」 が関係あ るんじゃないかな? だって、 金属みたいな重いものは水に沈むし、 軽いものは浮くよね。 だから、 重さが軽いもの ほど浮力が大きいんじゃないかな。 そこで、 佳奈さんと大路くんは、 底面積が30cm 2 質量 405g のアルミニウムの直方体と、 同じ高さ・体積の塩化ビニルの直方体の2種類の重さのちがう物質を用いて、物体を沈める深さを 変えながら、浮力を調べる実験を行った。 ただし、水面からの深さは直方体の底面から水面まで の距離をさす。 【実験1】 図1のように、2種類の直方体を糸でばねばかりにつるし、 水を入れた水槽にゆっくりと沈めた。 表1は、アルミニウムの直方体を、表2は塩化ビニルの直方体を水に沈めたときのばねばかりの値 である 表1 アルミニウムの直方体を使用した結果 O 水面からの深さ [cm] ばねばかりの値[N) 1.0 3.75 表2 塩化ビニルの直方体を使用した結果 水面からの深さ [cm] O 1.0 ばねばかりの値[N) 2.10 1.80 2.0 3.45 ぼくは、 浮力は 「水の深さ」 に関係すると思うよ。 プールに行ったときに、ビーチボールを水中に深く 沈めるほど勢いよく浮き上がってきたよ。 だから、 深くなればなるほど浮力は大きくなるんじ じゃないかな。 2.0 1.50 3.0 3.15 3.0 1.20 4.0 2.85 4.0 0.90 5.0 2.55 5.0 0.60 6.0 2.55 6.0 0.60 図1 7.0 2.55 7.0 0.60 大くん しばねばかり 直方体 水面水面から 深さ[cm] 以下は、 佳奈さんと大路くんが、 実験の考察について話し合っている会話である。 大路 「佳奈ちゃん、 浮力ってどうやって計算すればいいかな?」 佳奈 : 「浮力は水中で上向きにはたらく力だったよね。 じゃあ、 水中での重力の大きさは空気中の重力の大きさに比べて、 減っているんじゃないかな?」 大路 : 「じゃあ、 という式で求められるね。」 佳奈 : 「それでは、 これを使って浮力を求めてみよう。」 (二人は計算して浮力を求めた。 ) 大路 : 「浮力について謎はすべて解けたぞ! ほら、表1と2を見てみて。 どちらも水面からの深さが、ある一定の数値 超えたら変化がないよね。 ということは、(a)は関係ないということだよ。」 ● 佳奈 : 「あ ! ほんとだ! すごい、 大路くん!」 大路 : 「ふっふっふ…。 ちなみに、表1と表2から浮力を求めた結果を比較してごらんよ。 (b)も関係ないことが 「わかるね。」 佳奈 : 「なるほど!確かに計算すれば、(b)は関係ないことが明白だね! ・・・でも結局、浮力の大きさは何が関係するの? (1) 表1の①に入る数値を答えよ。 (2) 実験で使用したアルミニウムのおもりと、塩化ビニルのおもりの高さは同じである。これらの高さは何cmか答えよ。 内の言葉を用いて完成させよ。 ばねばかり 大路くんのことばの 水中) に入る式を、 ( (3) 浮力の大きさ(N) = (4) (3) より 「アルミニウムの直方体を使用」 し、 直方体の底面が 「水面から3.0cmの深さ」 のときの浮力の大きさ 求めよ。 (5) (a)(b)に入る語句を下のア~ウから選べ。 地球

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Mathematics Senior High

どうか教えて下さい、、 全てわからないです、

X3/8 重要 例題 166 正四面体と種々の計量 00000 1辺の長さが4の正四面体 ABCDがあるのでの値をそれぞれの式で表せ (1) A から BCD に下ろした垂線AHの長さと (2) 正四面体 ABCD の体積 (3) (1) のHに対して,Hから△ABCに下ろした垂線の長さ 基本165) 指針▷> 空間図形の計量では、直線と平面の垂直(数学A)の性質を使うことがある。 直線が平面α上のすべての直線に垂直であるとき, 直線んは αに垂直であるといい, hiα と書く。 このとき, んを平面α. の垂線という。 また、平面の垂線については、次の性質が重要である。 なお,こ の性質は (2) の別解で利用する。 平面α上の交わる2直線をℓ m とすると hil him ならば h⊥α すなわちんがα上の交わる2直線ℓに垂直ならばんは上のすべての直線と垂直 である。 これらのことを踏まえて、以下のように考える。 (1) 直線 AH は平面 BCD 上のすべての直線と垂直であるから AH⊥BH, AH⊥CH, AH⊥DH ebp20-M-KO+MO- || ここで、 直角三角形 ABH に注目する (立体から平面図形を取り出す) と AH=√AB2-BH? よって まず BH を求める。 (2) 四面体の体積=1/138×(底面積)×(高さ)に従い 1/3・ABCD・AH と計算。 (3) △ABCを底面とする四面体 HABCの高さとして求める。 解答 A (1) AH⊥ABCD であるから, △ABH, ACH, △ADHは いずれも∠H=90°の直角三角形であり AB=AC=AD, AHは共通 ゆえに AABH=AACH=AADH -------D B H よって, BH=CH = DH が成り立つから, Hは△BCD の外 接円の中心であり, BH は △BCD の外接円の半径である。 ゆえに, △BCD において, 正弦定理により a =2BH sin 60° a a よって 2sin 60° したがって a AH=√AB2-BH2 a ² - ( 4² ) ² = √ 6 a 16 BH= 201 √3 1v3 √6 ・・a・asin 60°= (2) ABCD=. -α² であるから, (1) より 11/12/0 AH-1 40².5=222² 3 a √2/ 1.ABCD・AH= 12 a³ 3 CDの中点をMとすると △ACD, ABCD はともに正三角形であるから線分 AMLCD, BMLCD よって、 直線 CD は平面 ABM に垂直である。 √√3 AM=BM=BCsin60°= - a 2 ここで △ABM について, 底辺を AB とすると, 高さは √(√²³ a)²-(2)² = √2 a 2 √2 297 SABM-1-a2a=12² △ABM= よって 4 ゆえに,正四面体 ABCD の体積は 2×(12.AABM-CM)= 23.2.2-12 √2 2X -a³ (3) 3つの四面体 HABC, HACD, HABD の体積は同じであ るから、(2) より,四面体 HABC の体積は 1 √2 √2 -a³= 3 12 36 /2 求める垂線の長さをんとすると 1 36 -a³= ・・△ABCh 3 △ABCの面積は (2) 求 めたABCDの面積と同じ。 よって h=α°•3•- 4 √3 a² √6 36 a 9 (1)正三角形において, その外接円の中心 (外心)と重心は一致する。 このことを利用して 次のように考えてもよい。 なお, 重心については数学Aで詳しく学ぶ。 △BCDは正三角形であるから, 外心H は ABCD の重心でもある。 線分 CD の中点をMとすると B BH-BM-√3 a したがってAH=√AB²-BH2 3 M D a²_ a a V 3 BH: HM=2:1 SL 練習 1辺の長さが3の正三角形ABCを底面とし, PA=PB=PC=2の四面体 0166 PABCがある。 辺AB上の点Eと辺AC上の点Fが, AE = AF = 1 を満たす。 (2) 点Aから3点P, E,F を通る平面に下ろした垂線の長さんを求めよ。 (1) 四面体 PAEF の体積を求めよ。 Op.264 EX122 を忘れないように! /M 3 B M 257 √√3 1-HA:19 A R ◆ △ABM を底辺とする三角 錐を2つ合わせたものとと らえる。 4章 19 三角比と図形の計量

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Mathematics Senior High

全然わかりません、、どうか教えてほしいです

X 3/8 重要 例題 169 球と球に内接する正四面体の体積比 〔類 半径1の球0に正四面体 ABCD が内接している。このとき, 次の問いに答えよ。 ただし、正四面体の頂点から底面の三角形に引いた垂線と底面の交点は,底面の 類 お茶の水大 LAS VER 重要 16 三角形の外接円の中心であることを証明なしで用いてよい。 (1) 正四面体 ABCDの1辺の長さを求めよ。 (2) 球Oと正四面体 ABCD の体積比を求めよ。 糖 指針 (1) p.255~p. 257の例題 165, 166と同様に,立体から 平面図形を取り出して考える。 ここでは、正四面体の1辺を、頂点から底面に垂線AHを下ろしてできる直角に 1 √2 -×(底面積)×(高さ) ABH の斜辺ととらえ, 3 1 -XABCDXAH 12 3 (2) 正四面体 ABCD の体積は (p.256~p.257 重要例題 166 参照) 解答 (1) 正四面体の1辺の長さをaとする。 球に正四面体が内接すると いう場合,正四面体の4つ の頂点は球面上にある。 正四面体の頂点AからABCD に 垂線 AH を下ろすと, H は ABCD の外接円の中心である。 0 ABCD において, 正弦定理により (B H a a ∠DBC=60°CD=4であ BH= 2sin 60° √3 よって AH=√AB2-BH るから, △BCD の外接円 の半径をRとすると CD √√6 a = √²²-( 4 )² = √5₁ a =2R sin ZDBC 直角三角形OBH において, BH² + OH² = OB2 から a ()*+ (0-1)²-1 1021²= a(a-²√/6)=0 =1 a- ゆえに 3 αの2次方程式を解く a>0であるから a= 2√6 3 (2) 球Oの体積は 4 4 π13= π, 正四面体 ABCD の体積は 3 正四面体の体積 12 1/1×ABCD ×AH=1/3×1/12 (225/68 ) △BCD 3 · √/ sin 60°× √62√6 3 2=2√56 とおくと . a 3 3 3 8√3 √2 48√6 8√3 27 12 27 27 したがって 1/31 : 827-2√3 4 3" 球の体積は、正四面体 ABCD の体積の約8倍。 練習 1辺の長さがαの正四面体に球が内接している。 169 (1) 球の半径をaを用いて表せ D 正 項 空間図形 四面体と珪 位置関係に 例えば,「 球は四 に接する ここでは、 辺に接す 半径 1 長さ す t

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