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理科 中学生

4の解説お願いします🙏 答えはウです

ⅡI たかしさんは, 運動とエネルギーの関係について調べるために,台 X, 台 Y, 台 Z を用いて 次の実験 1. 実験2をそれぞれ行った。 ただし、台と小球,床と小球の間の摩擦や空気の抵 抗は考えないものとする。 実験 1 図1のような装置を用意し, 小球を高さ60cmの台 X の A点から静かにはなしたとこ ろ、小球は台Xの面をすべり落ちて水平な床を通った後, 台X と同じ形をした台Yを上 がっていき, E点に達した。 実験2 図1の台Yを高さが40cmの台Zにかえて、図2のような装置を用意した。 台Zの面 は,高さ30cmのところから上では、床と垂直になっている。 実験1と同様に小球を高 さ60cmの台XのA点から静かにはなし, 小球がどの高さまで上がっていくかを測定し た。 図 1 SA EX B Co 図 4 エネルギー 大きさ 床 D 台X 台Y Co 床 1 図3は,台XのS点に置かれた小球のようすを拡大したものである。 小球にかかわりのある力の矢印a~c のうち, つり合っている2つの力 を記号で書け。 ただし, aは小球にはたらく重力を表したものである。 2 図4は, 実験1で小球がA点からE点まで運動したときの位置エネル ギーの大きさの変化を点線で示したものである。 小球がA点からE点ま で運動したときの運動エネルギーの大きさの変化を解答欄の図に実線で かき入れよ。 60cm 40cm ←・・・・ 20cm 10cm 図2 C 床 台× B 台Y 大ネ き さギ の 変の 60cm 40cm ・ 20cm 合2 0cm E ft 図3 3 実験2で 小球が台Zの高さ40cmに達したとき, 小球にはたらく力の向 きとして最も適当なものを、図5のアークから選べ。 実験2で, 小球が最も高く上がるのは床から測ってどの高さか。 ア 40cm イ 40cmより高く 60cm未満 ウ 60cm エ 60cm より高い a Ab C 図5 ク、 キャ ア I

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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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