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理科 中学生

浮力の(4)②の説明お願いします

4 右図は、液体中に入れたガラス球の浮き沈みによって、おおよその気温が分か る「温度」である。Wさんは、この「温度計」に興味をもち、ガラス球の 沈みに関係する力である浮力と、この「温度」について調べ、実験を行った。 さらに、この「温度計」のしくみを具体的に考察した。 あとの問いに答えなさい。 なお、この問題では、大気圧の大きさは常に一定であるとする。 【Wさんが調べたこと】 a. 浮力について 液体中に入れた物体にはたらく浮力の大きさは、物体の体積によって 決まり、物体の重さにはよらない。図Iのように、直方体の形をした 物体を上面と下面が水平になるようにして液体中に入れた場合、物体の 上面には図中に で示された矢印の向きに液体から力がはたらき、 で示された矢印の向きに液体から力が 物体の下面には図中に はたらく。 これらの力の合力が浮力となる。 図中の物体の上面と下面のそれぞれに液体からはたらく力の大きさは、大気圧と液体による圧力 面の面積を用いて次の式で求められる。 力の大きさ [N] = (大気圧 + 液体による圧力) (Pa)×面の面積(m²) また、ある深さでの液体による圧力は、その深さより上にある液体の 重さが大きいほど大きくなる。そのため、 図1中の液体による圧力は 液体の密度が一定であれば液面からの深さに比例し、深さと圧力の関係は、 図ⅡIのように表される。 以上のことから、図I中の物体の下面にはたらく力の大きさは、上面に はたらく力の大きさより大きくなり、 浮力が発生することが分かる。 b. 「温度」について ●この「温度計」 は, ガラスでできた円筒形の容器の中に液体が入れられ、その液体中に、それ ぞれ異なる温度が記されたいくつかのガラス球が入れられている。 9 部屋に置かれている「温度計」の中の液体の温度は、部屋の気温と等しくなっていると考えて よい。これは、部屋の空気と「温度計」が接触しており、接触によって温度の高い部分から温 の低い部分へと熱が移動するためである。 4 ●容器の中の液体はその温度が上昇すると、体積が増加する。 一方、温度の変化によるガラス球 の体の変化は無視できるくらい小さい。 ・いずれのガラス球も、液体の温度がガラス球に記された温度と等しくなったときに、重力と 浮力がつり合うように、体槽や重さが調整されている。 (1) Wさんが調べたことの中の に入れるのに適しているもの後、図1に示した

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答え合わせ用にお願いします💦

図2 力がはたらかない運動 4 図1のように, 台車を水平な台 図1 の上で矢印の方向に軽く押し出したと ころ、台車はまっすぐに運動を始めた。 このときの運動のようすを1秒間に60 回打点する記録タイマーで記録テープ に記録した。 記録したテープを、 ある 点から6打点ごとに切りとり 切りと った順に左から下端をそろえて台紙に はりつけたところ、図2のようになっ た。その結果, 台車は, 等速直線運動 を続けたことがわかった。 これについ て、次の各問いに答えなさい。 ただし, 台車にはたらく摩擦や空気の抵抗は無 視できるものとする。 (1) 台車が水平な台の上で等速直線運 動を行っているとき, 台車の垂直方 向には重力と, それにつり合う大き さの (垂直) 抗力がはたらいている。 台車の進行方向の力については,ど のようなことがいえますか。 (2) 図2で記録された運動を続けたと きの時間と台車の移動距離との関係 を示すグラフを図3にかきなさい。 (3) 等速直線運動とは,どのような運動か。 簡単に書きなさい。 (4) 等速直線運動をしている台車がもつ, 運動を続けようとする性質 を何といいますか。 (5) (4)の性質によって起こる現象を,次のア~エから1つ選び, 記号 で答えなさい。 HBZ ア ボートに乗ってオールで岸を押すと, ボートが岸から離れた。 イばねをのばしてから手を離すと, ばねはもとの長さにもどった。 ウ走っていた電車がブレーキをかけると, 乗客の体が前に傾いた。 エてこを使って物体をもち上げると, 小さな力でもち上がった。 6打点ごとのテープの長さ <各3点/15点〉 図3 [cm] 移動距離 m 台車 15 10 57 0 10 8 4 2 0 点 記録 タイマー 記録テープ (3) 12 3 4 5 時間 〔秒〕 (4) #3 (5) ス

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(4)を教えてください。

に80打点する記録タイマーで調べた。 図2は, テープに記録された打点が重なっている部分を除 打点を区別できるところから順に6打点ごとに切って左から順にはりつけたものである。 < 熊本 > りがりについ 滑車 お 図2 [cm〕 床 記録タイマー 台車 テープ テ6 8 テープの長さ 2 ABCDEFGHIJ 次に、図4のように、図1の装置の机だけ をかたむけて,図1のときと同じ操作を行っ たところ, 台車は動きだし, おもりが床につ いた後も台車は運動を続け, 滑車に達した。 そして,このときの台車の運動においても, テープを6打点ごとに切って左から順に紙に はりつけると,左から8番目のテープがもっ とも長かった。 ただし, 手をはなす前の床か らおもりまでの距離は、図1のときと同じで ある。 図4 滑車 お 図3 図2のCに記録された結果として適当なものを,図3のア~エから1つ選びなさい。 P (2)図2のEの長さは6.7cm であった。 Eに記録されている間の台車の平均の速さは何cm/s か。 82 付図2のA~Jの中で, おもりが床についた瞬間に記録タイマーを通過していたテープはどれか。 [ - ] 適当なものを図2のA〜J から1つ選びなさい。 糸 ア イ ※テープの長さは, いずれも4.0cm である。 pes ウ I 台車 記録タイマー テープ 床 4 2つの実験結果を比較すると、おもりが床についた瞬間に記録タイマーを通過していたテープ の長さは、傾けた机で行った実験のほうが ① (ア 長く かかった時間は、傾けた机で行った実験のほうが ② (ア長く ①,②の おもりが床につくまでに 短く), イ短く)なっていた。 の中からそれぞれ正しいものを1つずつ選び,記号で答えなさい。 ① [ ] ②[ Et to ]

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理科 中学生

③の解説をお願いしたいです🙏🏻🌀🌀

【実験2】 図4のような質量 60g, 体積 50cmの直方体の物体Aと,質量 30g, 体積 25cm² の直方体の物体Bを 準備した。 物体Bの底面積は,物体Aの半分である。 2 【実験】で用いたゴムひもと同じゴムひもを使って, 底面が水平になるように物体をつるす。 3図5のように,物体Aをゆっくりと水の中に沈めていき、水面から物体底面までの距離、そのときに水中に沈 んでいる部分の体積及びゴムひもの長さを表2にまとめた。 4 物体Bについて同様に実験を行い、表3にまとめた。 5 表2,表3をもとにグラフをかくと,図6のようになった。 表2 水面から物体底面までの距離 水中に沈んでいる部分の体積 ゴムひもの長さ 表3 水面から物体底面までの距離 水中に沈んでいる部分の体積 ゴムひもの長さ 図4 物体A 60g 150cm 底面 物体B 30g 25cm³ 図5 0 [cm] [cm²) 0 [cm] [cm] 0 (cm〕 0 (cm) 22.0 ゴム (0.681 10 28.0 26.0 物体A(質量 60g、 体積 50cm²) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 40 50 50 18.0 水面から 物体底面までの 距離 20 30 18.0 24.0 22.0 20.0 物体B(質量 30g、 体積 25cm²) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 5 15 25 25 20 18.0 17.0 21.0 19.0 10 20.0 図6 ゴムひもの長 30 20 長 10 〔cm〕 0 物体B 物体A 17.0 20 1 2 3 4 5 6 水面から物体底面までの距離 [cm] ③物体Aについて、水面から物体底面までの距離が2.0cmのときにはたらく浮力の大きさは何 N か, 求め さい。

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