✨ ベストアンサー ✨
ペットボトルの本体だけで浮かぶのは、中に空気が入っているからです。
そして空気は水よりもはるかに密度が小さく、ペットボトルと合わせても、ペットボトルを無視できるレベルで空気の密度が小さい、ということです。
密度が小さい方が浮く、大きい方が沈む。
このことからペットボトルが浮くのは空気が入っているからだよ、ってことを自然と考えられるようにしよう、という問題だと思われます。
空気中でそれを例えるならば、風船に空気入れても浮きませんが、ヘリウムなど空気よりも密度の低いものを入れれば浮きますよね。
風船のゴムは空気よりも密度が大きいですが、ヘリウムを入れれば浮く、というだけです。
この問題と関連づければ、矢印の左を空気中の風船の例、矢印の右をこの問題の話として、
風船のゴム→ペットボトルの本体
空気→水
ヘリウム→空気
です。
ご参考になれば幸いです。
空気がないのは水が入っているからなので、水の重みで沈んでいるのではないですか?
密度が大きい方が沈むということから考えてみてください。
答えだけを言ったところで質問者様のお示しになっている答え通りなので、ご自身で考えないと理解いただけないかと思います。
問題の写真と答えには何の矛盾も無く、何もおかしくないということだけは伝えておきます。(この答えで質問に遠回しに答えてはいるのですが…)
どこが疑問なのか考えてみたのですが、ペットボトルの中に水が入っているというのは関係ありません。
写真を見るにペットボトルのキャップにも水が入っています。
浮くかどうかは密度だけを考えてください。
ペットボトルの中に水が入っていようが、まわりの水と密度が同じなのですから、「ペットボトルとその内部の水」という塊と、「ペットボトルの外の水」の密度の差分を考えれば、結局ペットボトルと水の密度だけを考えれば良いです。
ではこの絵の場合ペットボトルの中には空気は入っていない状態で水に沈んでいるので密度を大きい順に並べるとペットボトル→水→キャップということであってますか?
→あってます。
空気がないのは水が入っているからなので、水の重みで沈んでいるのではないですか?
→ペットボトルの中に入っている水の重みを同じペットボトルの外にある水で支えているのですから、沈みも浮かびもしません。考えるのはペットボトルの重みと周りの水の重みの比較のみです。
ご丁寧にありがとうございました。🙇♂️
ではこの絵の場合ペットボトルの中には空気は入っていない状態で水に沈んでいるので密度を大きい順に並べるとペットボトル→水→キャップということであってますか?