-
![]()
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
