水圧と浮力に関する問題です。

計算や実験の問題がよく出題されますので、練習問題でしっかり理解するようにしましょう。

基本事項

水圧

水圧 →水の重さによって生じる圧力

  • 水圧はあらゆる方向からはたらく
  • 水圧は物体の表面に垂直にはたらく
  • 水圧は水面からの深さに比例する(深さが同じなら水圧は同じ)

水圧は深さ1cmあたり100Paかかる。

浮力

浮力 →水中にある物体にはたらく上向きの力

下の図で直方体にはたらく水圧によって側面が受ける力は左右でつりあっているが、水圧は水深が大きくなるほど大きくなる。

上面の水圧<下面の水圧となり 上向きにはたらく水圧の方が大きくなる。→物体に上向きの力がはたらく=浮力

浮力の大きさ

例 空気中で重さが5Nの物体

水中ではかると4.5N

5-4.5=0.5N の浮力が働いている

アルキメデスの原理

浮力=水中にある物体の体積分の重さ

体積が100㎤の物体 →水100㎤の質量は100g →1N よって浮力の大きさは1Nになる

物体が水に浮いているとき

下向きに物体を引っぱる重力重さ)の大きさと、上向きに物体を支えている浮力の大きさが等しくなる。

例)250gの物体が水に浮いているとき、この物体に働く浮力の大きさは2.5N

物体をより深く水に沈めたとき

水中にある物体の体積は変わらない → 浮力は変わらない

密度が1より小さい物質

水の密度は1g/cm3なのでそれより密度の小さい物質でできた物体は水に浮く。

 

よく出題される問題を解いて、しっかり理解するようにしていきましょう。

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*問題は追加していく予定です。

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