教えてください！（理科）

質問

＜問題＞図の底面積20cm²、高さ5cmの四角柱を水面から10ｍの深さに沈めた、これについて問いに答えなさい。
（1）水中の四角柱に働く水圧の大きさを正しく表しているものを図1のア～エから記号で選びなさい。
（2）水中の四角柱の上面に働く水圧の大きさは何N/ｍ²か。
（3）水中の四角柱の下面に働く水圧の大きさは何N/ｍ²か。
（4）この四角柱の上面を下向きに押す力の差はいくらか。ア～エから1つ選んで答えよ。
ア.10N イ.1N ウ.0.11N エ.0.01N
（5） （4）の力の差を何というか。

（2）～（5）で図2を参考にしてください。
問題が多いですが、よろしくお願いします。

回答No.1

Jonny-Yayoi · ベストアンサー

問題の不備がたくさんありますので、まともには答えられません。
あるいは予めこの範囲を十分練習しておいてそのドリルなのでしょうか。
(1)正解は（ウ）です。この矢印は四角柱に働く水の力の大きさと向きを表しています。
　　　　　深さに比例して力は大きくなるので矢印は次第に長くなります。
　　　　　向きは面に対して常に垂直です。
(2)(3)(4)は１立方メートルの水の重さが与えられなければ答えられません。
　　　　標準的には９８００Ｎ/ｍ^3（＝９.８×１０^3Ｎ/ｍ^3）ですが、
　　　　(4)の選択肢から推察するにたぶん１００００N/ｍ^3としているのではないかと思われます。
　　　　その前提で計算します。
　　　　（水圧の大きさＮ/ｍ^2）＝（１ｍ^3あたりの水の重さＮ/ｍ^3）×（深さｍ）ですから、
(2)　１００００N/ｍ^3　×　０.１ｍ＝１０００Ｎ/ｍ^2　　　　　　答え１０００Ｎ/ｍ^2（下向き）
(3)　１００００N/ｍ^3　×　０.１５ｍ＝１５００Ｎ/ｍ^2　　　　　答え１５００Ｎ/ｍ^2（上向き）
(4)問題文の不備「…上面を下向きに押す力と下面を上向きに押す力との差はいくらか。」と
　　書いてなければ、何の差だか答えられません。この前提で答えると
　　水圧の引き算をします。上向き１５００Ｎ/ｍ^2　－　下向き１０００N/ｍ^2　＝５００N/ｍ^2
　　これは"水圧"ですから答えではありません。この"水圧"に"面積"を掛けて"力"が出ます。
　　（水圧N/ｍ^2）×（面積ｍ^2）＝（力N）　この四角柱の底面積は２０cm^2　ですから
　　これを　０.００２ｍ^2　に単位を換算して（単位をそろえなければいけません。）
　　５００N/ｍ^2　×　０.００２ｍ^2　＝　１.０N　
　　従って答えは「　イ　１N　」となります。
(5)この力が"浮力"です。

お礼

不備があってすみません。
わざわざ長文ありがとうございました！
わかりやすかったです。