(3)の問題で浮力の向きが図のようになる理由を教えてください！

物理2次特編3回目 時間:20~30分 1) Po 図のような熱気球がある。風船部分の体積をV, 全体の 質量を Mとする(風船内の空気の質量は含まない)。風船内 の温度は大気の温度とは無関係に自由に制御できる一方, 風船部分には空気の出入りロがあり,風船内の圧力は常に 大気と同じ値に維持される。風船内部の空気を加熱すると, 大気と比べて密度が低くなるため,熱気球は遅力を得る。 地表付近の大気は, 絶対温度To, 圧力 P。であった。気体 定数をR, 空気のモル質量(1mol 当たりの質量)をm, 重 カ加速度の大きさをgとする。以下では, 風船部分の体積Vは一定であり,風船部分以 外からの浮力はないものとする。また, 気球の高さは十分小さく,風船内の空気の圧力は 一様であるとみなしてよい。空気は理想気体として取り扱うことができるものとして,次 の問いに答えよ。 V M M To, Po ア 2 n 初め,風船内の空気は大気と同じ温度であり, 熱気球は浮上しておらず, 地面に接して いた。 Po= (1) 風船内の空気の質量を To,Po, m, R, Vを用いて表せ。 (2) 地表付近の大気の密度 PoをTo, Po, m, Rを用いて表せ。 (3) 風船内の空気の温度をゆっくりと上げていくと, ある温度で熱気球が地面から離れ た。このときの風船内の空気の密度 p」を Po, V, Mを用いて表せ。また,このとき の風船内の空気の温度T,を Po, P1, T,を用いて表せ。 (4) 風船内の空気の温度をどれほど上げることができたとしても,熱気球の質量が大き すぎれば浮上しない。すなわち, 熱気球が浮上することができるとき, その質量 Mは ある値 M。より小さくならなくてはならない。M。を Po, V, gのうち必要なものを用 いて表せ。 (5) To=300 K, Po=1000 hPa, V=2000 m° のとき, M,を計算せよ。 必要なら g=9.8 m/s?, m=29 g/mol, R=8.3 J/(mol-K) を用いよ。有効数字1桁まで求め, 解答には単位も付すこと。 c3) Pit 次に,浮上し始める温度T, が一T。となるように熱気球の質量Mを調整した。 (6) このときの熱気球の質量 MをTo, Po, m, R, Vのうち必要なものを用いて表せ。 その後,風船内の空気の温度をT,よりわずかに上げ, 熱気球が浮上した後すぐに空気 の温度をT,に戻した。すると, 熱気球は地表から h(>0)の高さまで上昇し, 静止した。 大気の圧力と温度は高所では減少することが知られている。地表付近では, 地表からの高 さxの関数として大気の圧力 P(x) と温度T(x) を以下のように定数αおよびβを用いて 近似的に表すことができる。 P(x) =P1- T。 号) T(x) =To-Bx 上式が常に成りたつものとして次の問いに答えよ。 (7) 高さ*での大気の密度をT。 Po m Ra のるキ ン の ロ」

（2）　どのように解くのか教えてください

【実験】右の図のように, ばねと動滑車および糸を用いて, 質量160gの円柱状のおもりをつるした。 次に, ばねが振 動しないように,水を入れたビーカーを下からゆっくり と持ち上げると,おもりは傾くことなく, 徐々に水に沈 んだ。なお,図のxは, 水面からおもりの底面までの距 離を表している。また, グラフ1は,ばねののびとばね にはたらく力の大きさの関係を示している。 【結果】ばねののびとxの関係は, グラフ2のようになっ 2 動滑車 おもり 水 た。 T持ち上げる (42% (1) 次の文は,実験の結果からわ かることをまとめたものであ る。O, 2にあてはまるもの は何か。下のア~エの中から それぞれ1つずつ選びなさい。 おもりにはたらく浮力の大 きさは,xが4 cm以下では ① が,xが4 cm以上に なるとの グラフ1 グラフ2 10| 9 8 [cm) [cm) 0.2 0.4 0.6 0.8 1 ばねにはたらく 力の大きさ(N) 12345 6 水面からおもりの 底面までの距離x[cm] アxに比例する イ xに反比例する ウxに関係なく一定である エ 0である がつて。 (2Y実験で,おもりの半分が水に沈んでいるとき, おもりにはたらく浮力の大きさはいく 4% らか。 求めなさい。 ただし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。 〈福島県) ののト 6 *3210- ばねののび NI ばねののび皿

（3）は、どうゆうことなのでしょうか、？ 答えは0.5Nなのですが、 物体の質量の垂直抗力なのではないのでしょうか？

2のように,物体が容器の底についた状態にし 質量100gのおもりをつるすと4cmのびるば を糸でばねにつるして水の中にしずめた ねがある。図1のように,水平な台の上に水を ろ,ばねののびは5cmとなった。さらに, 図 1008の物体にはたらく重力の大きさを1Nと 5浮力 100gのおもりをつるすと4cmのびるば 入れた容器を置き,質量175gの円柱形の物体 たところ,ばねののびは3cmとなった。 15 (0 次の問いに答えなさい。 水 図1 図2 0図1で,物体の上面にはたらく水圧と底面に はたらく水圧はどちらが大きいか。 a 2図1で,物体にはたらく浮力の大きさは何N ふりょく か。 6図2で、容器の底が物体を上向きにおす力は 何Nか。

この写真の答えが合っているか確認してほしいです！！！

3.圧力(Gp.180) 10 Nの力が,面積2m°の面にはたらくとき, その面にはたらく圧力は何Paか。 5ta 4.水中ではたらく力(Gp.186> ある物体にはたらく浮力は, 1mの深さ, 10mの深さでは, どちらが大きいか。安わらない ふりょく

解説お願いします！

右図のように質量150gの物体が体積の4分の1を水面よ り上に出して浮いている。 これについて次の問に答えなさ 7 い。 (1)この物体にはたらく浮力の大きさは何Nか。ただし, 100gの物体にはたらく重力を1Nとする。 2)物体にはたらく浮力の大きさは物体が押しのけた水の 重さ(重力),つまり水中部分の物体の体積と同じ体積の水の重さに等しい。 水の密度 を1.0g/cmとすると, 物体の体積は何cmになるか。 (3) この物体の密度は何g/cm?か。 () 水の代わりに密度1.2g/cm®の液体に浮かべたとき, 物体全体の体積に対する液面 より上に出る部分の体積の割合はいくらか。既約分数 (それ以上約分できない分数) で答えよ。

（2）答えがイとウだったんですけどアが違うのは何でですか？

ただし,月面上の物体にはたらく重力の大きさは, 地球上の物体にはたらく大きさの6分の野 します。 ま (2) 次のア~エの中から正しいものをすべて選び, 記号で答えなさい。 ア 重力が変わると, 物体の質量も変わる。 イ 重力が変わると, 物体にはたらく力も変わる。 ウ 物体に重力がはたらかない状態を, 無重力状態という。 エ 空を飛んでいる飛行機に重力ははたらいていないが/着陸した瞬間から重力がはたらく。 (3) 次のア~エの中から正しいものをすべて選び, 記号で答えなさい。 -00 ア 浮力は, 水中の物体に上向きにはたらく。 浮力の大きさは 深いところほど大きい。 そ000- ) エ 000-000C と

至急です🙇‍♀️ (2)と(4)を教えて頂きたいです。

8.右の図1のように、ばねばかり につるした直方体の物体を水中に ゆっくり沈めた。図2は、そのとき のばねばかりが示す値と物体の底面 から水面までの距離の関係を表した グラフである。これについて、以下 の各問いに答えよ。 図1 物体を水中 に沈めていく 図2 図1で,物体の底面 から水面までの距離と ばねばかりの値の関係 B- 3 直方体 の物体 246810 12 物体の底面から水面 までの距離[cm) (1)この物体の質量は何gか。 (2)図2のAとBのとき、物体にはたらく浮力の大きさはそれぞれ何Nか。 (3)図1の物体の高さは何 cmか。 4)図1の物体の底面積は何cm'か。ただし、水の密度を1.0g/cm°とする。 水 3 5 ばねばかりの値(N] 物体の底面から水面までの距離 ばねばかり 物体の高さ

(3)の答えはb、c、aなのですが、 なぜそうなるのか分かりません。

図3 滑車と糸の摩擦は考えないものとする。 ( 図1の物体Bにはたらく水の圧力のようすを正しく示した図を, ア~エから 一つ選んで, その記号を書け。 ただし, 図中の矢印は, 水の圧力がはたらく向 きと大きさを示している。 図2 天井 図1 天井 滑車 滑車 ア ウ エ 糸 A B B B B B 水 B (2) 図1の物体Bにはたらく浮力を, 図2に力の矢印でかけ。 ただし, 図2の ● は浮力の作用点を示しており, 図の1目もりを1N とする。 床 床 3) 物体 A と物体Bを滑車からはずし, 物体 Aの下に糸アをつけた。そして、 糸アを手で持ち、物体Aと物体Bを滑車につるして,図3 のように,物体Bの一部を水中に入れて静止させた。 このときの, 物体Aにはたらく重力の大きさを a, 糸が物体 A を上向きに引くカ の大きさを b, 手が糸アを真下に引く力の大きさをcとする。 a, b, cを大きい順に並べ, 記号で書け。

②がわかりません💦

次の(1)~(4)の問いに答えなさい。 1 (1) 次の実験を行った。下の①~③の問いに答えなさい。 【実験) 手順I 図1のように水槽に水を入れ,はかりにのせて質量をはかったところ, 1000 gであった 手順I 図2のょうに高さ5.0cmの円柱の形をした浮体を水に浮かべて質量をはかったところ 1500gになった。 このとき,浮体は2.0cm沈んだ状態であった。 ま さ 008 まれる地域もあり 手順I 図3のように発電用の風車を浮体の上にのせたところ, ちょうど浮体の上面と水面の高さ が等しくなった。 手順V この発電用の風車に扇風機で風を当てたところ, 電圧2.0V, 電流0.30Aが測定できた。 図3 地に近 きなさい。 水槽 浮体 図1 図2 5cm 水 1000g 1500g 0 浮体の質量の大きさは何gか, 書きなさい。 の 手順Ⅲのとき, 浮体にはたらく浮力は何Nか, 書きなさい。ただし, 100gの物体にはたら 重力の大きさを1.ONとする。

問題には直接関係しないのですが、オレンジ色で引いたところって、浮力についてですよね？？

個のおもりまで水に沈めると,ばねののびる長さは何 cm か。 CIfi) 6 次の文中の 口 の(1), (2)にあてはまるものを、次のア~エからそれぞれ1つずつ 選び,符号で書きなさい。 (1) 2)( 実験3で、物体の下にした面を水が上向きにお力は)。また,物体の下にし た面に占向きにはたらく水圧の夫きさは(2) o ア面aを下にしたときが一番大きい * 1S 乗十キい