問2 物体にはたらく浮力について, 【実験1】 【実験2】 を行った。 あとの(1)~(7)の各問いに答えなさい。
ただし、ゴムひもの弾性力は, ゴムひもがもとの長さから伸びたときにのみはたらくものとする。
【実験1】
① 図3のように,質量と体積を無視できるある長さのゴムひもに質量
10gのおもりをつるして, ゴムひもの長さを測定した。
図3
1個 10gのおもりを1個ずつ増やしながら, ゴムひもの長さを測定
した。
③ 結果を表1にまとめた。
表 1
おもりの数
[個] 1
2
3
4
5
6
おもりの質量
(g)
10
20
30
40
50
60
力の大きさ
〔N〕
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
ゴムひもの長さ [cm] 18.0 20.0
22.0
24.0 26.0 28.0
ゴムひもの長さ
【実験2】
① 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 25cmの直方体の物体
Bを準備する。 物体Bの底面積は, 物体Aの半分である。
② 【実験1】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A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
物体A (質量 60g,体積50cm²)
水面から物体底面までの距離 [cm]
水中に沈んでいる部分の体積 [cm]
ゴムひもの長さ
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0
10
20
30
40
50
50
[cm]
28.0
26.0 24.0 22.0 20.0
18.0 18.0
表3
物体B (質量 30g,体積25cm)
水面から物体底面までの距離〔cm〕
水中に沈んでいる部分の体積 [cm]
0
1.0
2.0
3.0 4.0
5.0
6.0
0
5
10
15
20
25
25
ゴムひもの長さ
[cm]
22.0
21.0
20.0
19.0
18.0
17.0 17.0