• ベストアンサー

物理の問題です。

『軽くて体積が無視できるばねに体積1、0×10^ー5m^3のおもりをつるしたところ、ばねの長さは0、200mであった。 つぎに、ばねにつるしたまま、おもり全体を密度13、6×10^3kg/m^3の水銀中完全に沈めたところ、ばねの長さは0、185mとなった。このばのばね定数は□N/mである。 なお、重力加速度の大きさを10m/s^2とする。』 《□の解答群》 ①2、5×10 ②9、1×10 ③1、1×10 ④1、9×10^2 ⑤2、0×10^2 ⑥2、5×10^2 できれば簡単な解説もつけて教えてください。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • shintaro-2
  • ベストアンサー率36% (2266/6244)
回答No.2

宿題のようなので、考え方だけ。 F=kXはわかりますよね? またF=maなので、a=10m/s^2で 不明なのは、質量mだけです。 アルキメデスの原理がありますので 水銀に沈めた時、同体積の水銀分おもりが軽くなります。 その時の体積をVとすると 空気中のばねの伸びX1 で 10*m=k*X1 水銀を使った時のばねの伸びX2で 10*(m-V*[水銀密度]) =k*X2となります。 あとは、kに関する連立方程式なので、落ち着いて解いてください。

その他の回答 (1)

  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)
回答No.1

錘を水銀中に沈めると、水銀の浮力が働くためバネの延びが浮力の分だけ小さくなります。浮力は、錘と同体積の水銀にかかる重力と同じ大きさになります(アルキメデスの原理)。

関連するQ&A

  • 物理の問題で

    物理の問題で 自然長1.00mの一様なつるまきばねに質量1.0kgのおもりをつるして静止させると1.20mの長さになった。ばねの質量とおもりの大きさを無視し、重力加速度の大きさを9.8m/s^2として、次の各問いに答えよ。 (1) ばねの長さが1.4mになるまで引き伸ばして、おもりを静かに手放した瞬間のおもりの加速度の大きさはいくらになるか。 (2) ばねの長さを0.90mになるまで押し押し縮めて、おもりを静かに手放した後のおもりの往復運動における振幅と振動数を求めよ この問いの解き方を教えて下さい。

  • 物理教えてください;;

    質量mのジェットコースターが高さhAからhBまで動くとき、重力のする仕事を求めよ。重力加速度の大きさをgとする。 質量mの小球を初速度v0で鉛直に投げ上げる。高さyのところでの速さをv、重力加速度の大きさをgとして、力学的エネルギーが一定であることを表す式を立てよ。 また、その式から最高点の高さhを求めよ。 ばね定数25N/mのばねの上端を固定し、下端に質量mのおもりをとりつけると、ばねは自然の長さからa(m)だけのびてつりあった。 この状態から、速さ1.0m/sでおもりを下向きにはじいたところ、ばねはさらにx(m)だけ伸びた。 a,x(m)を求めよ。

  • 力学的エネルギーの保存則

    ばね定数98N/mの軽いばねを天井からつるし、その先端に質量2.0kgのおもりをつるした。ばねが自然の長さになる位置で静かに手を離したところ、おもりはつりあいの位置Oを中心に振動した。重力加速度の大きさを9.8m/s^2とする。 1、おもりが最下点に達したとき、ばねはいくら伸びたか。 2、おもりが点Oを通過するときの速さはいくらか。 1…0.40m 2…1.4m/s やり方教えてください。

  • 物理の問題

    物理テストがあって勉強していますが まったくわかりません。 答えを教えて頂けたらうれしいです。 軽いつる巻ばねを天井から吊るすと、その長さが意l₀[m]であった。 これに質量m[kg]のおもりをつけ、ばねが自然の長さになるように下から支える。 重力加速度の大きさをg[m/s²]として以下の問いに答えよ。 (a) おもりの支えをゆっくり下げていくと、ばねがb[m]伸びたところでおもりが支えから離れた。    このつる巻きばねのばね定数は何N/mか。 (b) ばねの長さがl₀[m]の状態で、急に支えを取り除いた。    ばねがx[m]だけ伸びたとき    (i)おもりの位置のエネルギーの減少は何Jか。    (ii)ばねに蓄えられた弾性エネルギーは何Jか。    (iii)おもりの速さv[m/s]を求める方程式を書け。 (c)  ばねが最も伸びた瞬間、すなわちばねの伸びxが最大になったときの     xの値を、上の結果を用いて求めよ。 すいませんが何方かお願いします。

  • 物理の問題の解き方を教えてください ばね

    軽いばねに、質量0.50kgのおもりをつりしたところ、ばねは自然の長さいも0.7cmだけ伸びて静止した。このばねの定数は何N/mか。 答えは70N/m らしいのですが、どうやってその答えがでるのかわかりません。

  • ばねを使った問題

    ばね定数 25N/mのばねに質量1.0kgのおもりをつける 自然長からa(m)のところでつりあった。 これから 1.0 m/sで下にはじくとばねはx(m)のびた このときの a x の値を教えてください!

  • 次の物理の問題を解説して下さい

    (1)ある液体にv(m^3)、質量m(kg)のボール(密度は均一)を浮かべたところ、全体積の2/3が液体中に沈んだ。この液体の密度ρ(kg/m^3)を求めよ。 (2)質量0,32kg、密度8.0×10^3 kg/m^3の鉄球を軽い糸でつるし、つり下げた状態で密度8.0×10^2 kg/m^3の液体の中に全体を沈めた。このとき、糸が鉄球を引く力の大きさT(N)を求めよ。ただし、重力加速度の大きさは10 m/s^2とする。 答:(1) 3m/2v (kg/m^3) (2) 2.9 (N)

  • 物理のエネルギーの問題です

    ばね定数49N/mの軽いばねを天井からつるし、その先端に質量0.5kgのおもりをつなぐ。おもりをつりあいの位置から鉛直下向きに0.1m引いて、静かにはなした。 (1)ばねを0.1m引いた時、ばねの伸びは何mか (2)静かにはなした直後の重りの力学的エネルギーは (3)重りが達する最高点ははなした位置から何mの高さか 3つの問題の解き方を教えてください!

  • 物理 バネ 問題について質問です

    物理 バネ 問題について質問です。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー バネ定数がそれぞれ15N/mと30N/mの 2つの軽いばねを直列に接続し このバネの一端に質量90gの物体をとりつけて鉛直に つるし静止した。 このときバネは物体がないときに比べてXcmのびる。 (ただし重力加速度の大きさを10m/s^2とする。)  ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー この問題のXの値と解説を教えていただけませんか?

  • 高校1年 物理の問題

    私は高校1年生です。 学校で、物理の課題が出たのですが全く解らなくて…解答していただけると嬉しいです!(途中式もお願いします) (1)質量m[kg]の板が軽いばねで支えられている。ばねは自然長からd[m]縮んでいて、重力加速度の大きさをg[m/s~2]とする。 (1)ばねのばね定数を求めよ。 (2)板の上に質量M[kg]のおもりを静かに置くと、板はどれだけ下がるか。 (2)質量m[kg]の物体PとQを軽い糸でつなぎ、Qを傾角30゜の滑らかな斜面上に置き、糸を滑らかな滑車にかけてPをつるしたところ、全体は静止した。重力加速度の大きさをg[m/s~2]とする。 (1)糸の張力の大きさを求めよ。 (2)Qの質量と、Qが斜面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。