- ベストアンサー
物理 浮力の問題です。
noname#227653の回答
高さ10cmの直方体で、2cmが水面から出ていた、ということは8cmが水面下にあった、ということですね。 浮力は水面下にある部分の体積で決まります。水面下にある部分を液体(この場合は水ですね)に置き換えたとき、その重さが浮力になります(ここがわからなかったら浮力の基本をもう一度読み直して下さい)。 ということは、水面下にある8cmの部分を水に置き換えたときの重さが、この物体にかかる浮力ということになります。 次に、物体が静止しているとき、その物体にかかる力はつりあっているはずです。 この場合、この物体の重さと、この物体にかかる浮力がつりあっている、つまり同じになっているはずです。 ということは、この物体10cm分の重さと、この物体8cm分を水に置き換えたときの重さが同じということです。 この物体10cm分と8cm分の体積の比は5:4です。体積は5:4だけれど重さは同じなのですから、密度はその逆比つまり4:5になっているはずです。 そして水の密度は1.0g/cm3なのですから、物体の密度はその5分の4倍、つまり0.8g/cm3となるはずです。 「逆比」がわからなければこう考えてもかまいません。 まず体積比は5:4です。水の体積が4、その比重は1.0kg/cm3ですから、これをかけて重さを4.0とします。 これがこの物体10cm分の重さと同じなのですから、この重さも4.0ということになります。 この物体の体積が5、重さは4.0なのですから、比重は重さ÷体積、つまり4.0÷5で0.8g/cm3となります。 ちなみにこの物体は直方体なので体積は出ませんが、勝手に立方体と決めつけてしまって計算しても答えは出ます。その場合は他の回答者の方の式になりますが、その方がこの場合は楽かもしれませんね。 わからない部分があったら補足をつけて下さい。
関連するQ&A
- 浮力
浮力について質問です。 水中において 体積がV,密度がρの物体は 浮力は (水の密度)×V×g であらわされて 仮に物体にはたらく浮力と重力がつりあっていた場合 浮力 - 重力=0 だから (水の密度)×V×g - ρVg = 0 ρ=水の密度 となります。仮にこの物体を ガラス瓶に重りを入れたものとして、密度を調節した場合 水中では常に浮力=重力となってふわふわしていることに なりますよね。 こういう場合は水中でこのガラス瓶をどこに持っていっても その場所で静止するのでしょうか? たとえば水面ぎりぎりでも水槽の底でも物体はその場所で 静止したままなのでしょうか? 水の温度は一定で密度は変わらないとすれば、力のつりあいから このようになると思うのですがあっていますか? ガリレオ温度計を調べていて気になったので質問してみました。
- ベストアンサー
- 物理学
- 浮力と水圧の問題を教えてください
図のように30gの物体(底面積1cm2、高さ12cm)を紐で吊り、水が入った容器に物体の上面が水面から3cmになるようにいれました。上面にはたらく水圧は下面の何倍になりますか? (1)1/4倍 (2)1/5倍 (3)1/9倍 (4)1/15倍
- ベストアンサー
- 物理学
- 物理Iです!
物理Iです。途中式がわからないので、教えてください!お願いします。 流体中にある物体には、その物体と同じ体積の流体にはたらく重力と等しい浮力Fが鉛直上向きに働くというアルキメデスの原理について考える。重力加速度の大きさgのもとで、密度ρの流体が入っているビーカの中に円盤(断面積S:厚さh:密度ρ´)が水平にすっかりつかった状態を考える。このとき円盤上面にはたらく力Fuは、大気圧をPo、水平から円盤上面までの距離をloとすると、下向きにS(Po+ρlog)で、底面にはたらく力Fbは上向きにS{Po+ρg(lo+h)}である。円盤の横面にはたらく力は水平で、上下方向には寄与しない。だからこの円盤にはF=Sρghが上向きに働くことになる。これば物体が押しのけた流体の重さに等しい。ここで、密度ρの流体中に鉛直に浮かんでいる密度ρ´、断面積Sの円柱にはたらく力について考える。水面上にでている長さd₁、水面下の長さをd₂とすると、円柱にはたらく重力と浮力がつりあってうかんでいることから、つきあいの式は( )となる。この式から、長さd、密度ρ´の物体を流体に浮かべたとき、表面に出る物体の長さd´を測れば流体の密度ρが求められる。このことを応用したものに比重計がある。いま、長さ10cm、密度0.6g/cm³の細い円柱を流体中に浮かべたところ、水面上に2.0cm出てつりあった。このときの流体の密度ρは( )g/cm³である。 1つ目の( )はρ´S(d₁+d₂)g=ρSd₂g 2つめの( )はρ=0.75です。 .
- ベストアンサー
- 物理学
- 圧力の求め方
●密度が均一な直方体の物体がある。物体の密度を20g/cm3,重力加速度を10m/s2とする。 ※直方体の横の長さ8cm,縦の長さ5cm,高さ3cm。 【1】この物体の横の長さ8cm,縦の長さ5cmの面を下にして机に置く。その時の机が受ける圧力はいくらか? ●解答 まず、質量=密度×体積で20×120=2400g→2.4kg 物体の重さ=質量×重力加速度で2.4×10=24N ここまではわかります。問題はここからです。解答ではその後、8cm,5cmの面積8×5=40cm2 →4.0×10-3(-3乗です)m2となります。 どこから-3乗なんて出てくるのでしょうか? さらに計算は進み、圧力の公式から 24÷4.0×10-3(-3乗)=6.0×10 3(10の3乗)N/m2となります。なぜ-3乗がただの3乗になるのでしょうか? 24÷4=6ではダメなのでしょうか? 私は計算がとても苦手で理解するのに時間がかかります。わかりやすくシンプルに教えていただけますでしょう。
- ベストアンサー
- 物理学
- 浮力の導き方についての質問です(水の密度ρ、直方体(水以外の物質)の面
浮力の導き方についての質問です(水の密度ρ、直方体(水以外の物質)の面積S、重力加速度g、大気圧po) 水面から深さLで、高さhの直方体がしずんでいるときの浮力を考えるときに、 直方体の上面にはたらくは下向きにpoS+ρLSg これはいいのですが、 下面の水圧が上向きにpoS+ρ(L+h)Sg ここがわかりません わからないのは、 ・大気圧が水面に下向きにはたらいてるのに、直方体の下面には上向きにかかっていること ・下面にはpoS+ρ(L+h)Sgと書いてあるが、展開するとpoS+ρLSg+ρhSg ここで、直方体は水以外の物質としてるのに、なぜかρhSg(直方体を水としたときの圧力)がかかっていること です また、仮にこの直方体が水だったとしたら、浮力は働かないはずなんですけど、このようなやり方で説明するにはどうすればいいですか? ちなみに高校生にわかるように回答お願いします!
- ベストアンサー
- 物理学
補足
体積比は10:8→5:4ということでしょうか? 密度がなぜ5分の4倍になるかというところをもう少し詳しく教えていただけたらありがたいです。