学年

質問の種類

理科 中学生

(7)について、なぜ円柱Cの密度がxに当てはまるのですか?

か、求めなさい。 ban (4) 水面から円柱Aの底面までの長さが8.0cmのとき, 円柱Aにはたらく浮力は何Nか、求めなさい。 【GさんとJ先生の会話2】 Gさん浮力は水に入れた物体の体積や質量だけで決まるのでしょうか。 J先生: いいえ、実はもう1つ浮力に関係するものがあります。 それは物体を入れる液体の密度で す。例えば、ここにニンジンがあります。 このニンジンを密度が100g/cmの水を入れた 水槽に入れてみてください。 どうなりましたか。 Gさん: 沈みました。 J先生:そうですね。 では,次にこの水槽に食塩を入れていきます。 Gさん:ニンジンが浮かんできました。 不思議ですね。 J先生 同じものでも、物体を入れた液体の密度によって、物体は浮いたり沈んだりします。 水 に食塩をとかして食塩水をつくると,その体積は水ととかした食塩を合わせた体積より小 さくなります。 一方で,食塩水の質量は水ととかした食塩を合わせた質量と同じです。 Gさん: なるほど。 ニンジンが浮かんできた理由が分かりました。 J先生では,浮力と密度の関係を調べる実験をしてみましょう。 【実験2】 図Ⅲのように水槽に密度が100g/cm²の水を入れ て,そこに円柱B(重さ1N, 高さ5cm, 底面積19cm²), 円柱C(重さIN. 高さ3cm 底面積30cm),円柱DO さ1N, 高さ2cm, 底面積 40cm²)を入れると3つの円柱 は沈んだ。 その後、水に食塩を少しずつ加えていくと, 加 えている途中で図ⅣVのように円柱 B と円柱Cは水面まで浮 かんだ。 その後, 食塩が水にとけきれなくなるまでとかし ても円柱Dは沈んだままだった。 (5) 実験2で最初に浮かんだのは、円柱Bと円柱Cのどちら か 最初に浮かんだ円柱を明らかにして, そう考えられる 理由を書きなさい。 19 945 19 0-7804 B-9m² 図目 C90a 水 水槽 円柱B 円柱C 円柱D 945 図 IV 950 (6) 下線部について、 次の文中の @ [ 909 食塩水 水槽 から適切なものをそれぞれ一つずつ選び, 記号を○で囲み なさい。 ), b[ ] IIN IN イ 小さい 〕。 実験2から, 食塩水は食塩をとかす前の水と比べて,密度が〔ア 大きい 密度の小さい液体の方が, 液体中に物体を沈めたときに物体にはたらく浮力が⑥ [ウ 大きい 小さい〕ことが分かる。 (7) Gさんは実験2から, 食塩が水にとけなくなるまでとかしたときの食塩水の密度を予想できるの ではないかと考えました。 次の文中の X イに入れるのに適している数をそれぞれ求めな さい。 答えはそれぞれ必要であれば小数第3位を四捨五入して, 小数第2位まで書くこと。 ただし、 X の方が Y より小さいものとする。 食塩が水にとけなくなるまでとかしたときの食塩水の密度は. Xg/cm²から g/cm² 間であると予想できる。 円柱B 円柱C 円柱D 100g N 80cm 125 80/100 180 200 100 40

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物理 高校生

教えてください

18 力学 66 力学 以下, 滑らかな水平床面上でのこととする。 80 質量 MのQにばね定数kのばねを取り付け、 質量mのPをばねに押し当てて、 自然長から! 組んだ状態にし、手をはなす。 ばねから離れた後 のPの速さを求めよ。 11/12MV2=1/2x2 「M 3mv M Pm k Q 2(m+M) k Pが点Bを通るときの,Pの速さをも 台の速さをVとすると、運動量保存則は であり,Pが左に動けば, 台は右に動く。 M ちなみに v= 2m+M) <0となる からは左へはね返っている。 2m-M 81曲面をもつ質量Mの台が水平面上で静止して いる。 曲面上の点Aに質量mの小球Pを置いて 静かに放すとき,Pが最下点Bを通るときの速 さを求めよ。 点AとBの高さの差をんとし, 摩 擦はないとする。 80 MV m m h AI M B ぜん 速さをv, Vとする。 (速度にしない のは向きが歴然としているため) 運動量保存則は mv=MV ... ① 力学的エネルギー保存則は 11/21k-1212m+1/2MV2.② mv=MV .....① 力学的エネルギー保存則は mgh= h=\/\/mv² + 1/1 MV²..... ①のVを②へ代入し、整理すると mgh=mv²(1+m) 2Mgh . v=√√m+M 最下点BではPの速度が水平(左向 き)になっているので,①が成立。途中 の位置だと, vを速度の水平成分に置き 換える必要がある。 82" 滑らかな水平面と曲面をもつ質量Mの台が 静止している。 質量mの小球Pが速さで台に 飛び乗ってきた。Pが台上最も高い位置にきたと きの台の速さを求めよ。 また, Pが上がった 高さんを求めよ。 P mo M 83" 前間でPが最高点に達した後, 台を滑り降り, 台から離れたときのPの 速さと台の速さを求めよ。 運~な則は 前=後ではないのですか? ①のVを②へ代入し 1-1m²+ m² 2M 82 =1/23m²(1+77) .. v=l kM m(m+M) この場合,「物体系はどれとどれ?」 と尋ねると、 「P と Q」 という答えが圧倒 的だ。 それでは, ばねの力が外力として 働いてしまう。それでも, ばねの力はP と Q に対して, 逆向きで同じ大きさな ので,外力の和が0ということでセーフ なのだが, 「PとQ とばね」 を物体系と とらえるとよい。 ばねの力は内力 (グル ープを構成するメンバー間の力)となっ て気にならないし, ばねには質量がない ので、運動量は常に0 で, 保存則の式に 顔を出してこない。 私は=MM+Mとしたのです。 次のページから始まる2つのHigh は,とりわけ高度な容である 「森」 へ進む段階で学べばよい。 が、これは、何が間違っていますか? m M 最も高い位置にきたかどうかは、台 上の人に判断させればよい。 その人が見 てPの速度が0になったときにあたる。 なぜなら, 動いて見えている限り,まだ 上昇中か, あるいは既に下りに入ったか のどちらかになってしまうからだ。 台上の人に対する相対速度が0だから、 Pの速度は台の速度 Vに一致している ことになる。 台の速度は水平方向だから, このときPの速度も水平でVというこ とになる。 N V ht 作用・ 反作用 N この力の水平成分が台 を右へ動かす原動力 81 水平方向には外力がないので, 水平 方向については運動量が保存する。 初め 全体が静止していたので, 全運動量は 0 水平方向には外力がないので, 運動量

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