みとった。表は, A~D の体積と, 図 1,2 での目盛りの値を示したものである。なお, A~D のうち 2 つは同じ
3
水の中にある物体にはたらく力について次の実験を行った。下の(1)~(4)の問いに答えなさい。ただし,
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限 1
験】金属でできた体横の異なる直方体のおもりA~Dを, 図1のようにニュートンはかりにつるして目盛りを読
ュート
かり
金属でできている。
表
図1
図2
体積[cm°]|||図1での値[N]
く」
おもり
図2での値IN]
10
2.2
イトン
A
2.1
ヒニュートン、
はかり
60
4.8
B
4.2
8
0.6.
275
C
80
2.2
S回
1.4
0.8
D
240
6.6
水
4.2
2,4 25
おもりし
ー水槽
(1) おもりにはたらく浮力が最も小さいものはA~Dのどれか, 1つ選んで記号を書きなさい。
(2) A~Dのうち,同じ金属でできたおもりはどれとどれか, 記号を書きなさい。
(3) 図3のように, BとDを棒の両端に糸で結びつけ, 2つのおもりが水の中にす
べてしずんでいる状態でつり合う位置を探し, そこに糸を結んだ。このときの位
置はア~ウのどれか。また, つり合った状態から糸を引き上げ, 2 つのおもりを
水の中からすべて出した。このときの棒の傾きはエ~カのどれか。それぞれ 1
つずつ選んで記号を書きなさい。
位置(ア 棒の中点より B 寄り
傾き(エ B側が下がる
(4) 図4は, Bが水の中にあるときにはたらく水圧のようすを模式的に示したもので, 矢印は
水圧の向きと大きさを表している。この図を参考にして, 次の説明が正しくなるように, X~
Zに当てはまる内容や数値をそれぞれ書きなさい。ただし, B の上面と下面の面積はとも
図3
水
水槽
イ棒の中点
オ つり合ったまま
B
ウ 棒の中点よりD寄り )
D
カ D側が下がる )
図4
水面
B
に6.0cm(0.0006m°)とする。 Gりを
金ばく ち書
Bについて, 下面をおす力の大きさは下面にはたらく水圧×面積
上面をおす力の大きさは上面にはたらく水圧× 面積で表される。
よって, Bにはたらく上向きの力の大きさは,
X
」で表される。
このことから, B の下面にはたらく水圧と上面にはたらく水圧の差は( Y )Pa と求められる。また, B の体積は
60cm, 水の密度は 1g/cm°であることから, B にはたらく上向きの力の大きさは, Bと同じ体積の( Z )の大き
さに等しい。
|N|0
