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中性浮力について

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  • 質問No.9331211
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お礼率 15% (195/1290)

今日中性浮力の実験を行ったのですが、やり方は水にピンポン球(砂を入れ重さをいれてある)を入れ、食塩を溶かし、中性浮力にするという実験をやりました。そこで質問ですが、
(1)なぜ食塩を入れるとピンポン球が上がってくるのですか?
(2)ピンポン球が押しのけた水の重さと、ピンポン球の重さを比較せよ、という問題があるのですが、ピンポン球の重さは32gと分かるのですが、ピンポン球が押しのけた水の重さとはどうやって求めたらいいのでしょうか?
教えて下さい、お願いします。
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質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.3
レベル13

ベストアンサー率 19% (408/2042)

水に食塩を溶かすと、水の体積はほとんど変わらないので、溶かした食塩の分だけ比重が大きくなります。ピンポン玉の比重より大きくなると浮き上がってきます。
次に、ピンポン玉が底についていない限り、すなわち浮き上がっていても水の中に入っている分だけ水を押しのけています。中間で浮いているなら押しのけた水の重さとピンポン玉の重さは等しいので、32gとなります。
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その他の回答 (全3件)

  • 回答No.1
レベル13

ベストアンサー率 56% (388/688)

他カテゴリのカテゴリマスター
こんにちは。


>(1)なぜ食塩を入れるとピンポン球が上がってくるのですか?

ただの水より食塩水の比重が大きいからです。食塩の濃度が高いと比重はもっと大きくなるのでピンポン玉が上がりやすくなります。

食塩の化学式は、Naclです。
分子量は、Na = 22.9
     Cl = 35.45なので、
      計 22.99 + 35.45 = 58.44 になります。

水の化学式は、H2Oです。
分子量は、H = 1なので、1 × 2 = 2
     O = 16です。
     計 2 + 16 = 18

ただの水より、食塩の水溶液の比重が高いことが分かりますね。


>ピンポン球が押しのけた水の重さと、ピンポン球の重さを比較せよ、という問題があるのですが、ピンポン球の重さは32gと分かるのですが、ピンポン球が押しのけた水の重さとはどうやって求めたらいいのでしょうか?

計算は必要ありません。ただ単に32gの水が押しのけられるのです。




    参考になれば幸いです。
補足コメント
0612abc

お礼率 15% (195/1290)

なぜ32gの水が押しのけられるのですか?
投稿日時 - 2017-05-20 04:36:08


  • 回答No.2
レベル13

ベストアンサー率 56% (388/688)

他カテゴリのカテゴリマスター
ごめん 間違えました。

だけどピンポン玉の重さが32gって重すぎませんか?たぶん、3.2gだと思うのですが、質問には32gと書いてありますので32gで計算をしますよ。



ピンポン玉の体積が分からないのですが、まず、ピンポン玉の比重を求めてから。
32g × ピンポン玉の比重 = 押しのけた水の重さ になります。

例えばポンポン玉の直径は4cmです。

ポンポン玉の体積 V を求めます。r = 半径
公式 V = (4/3) × π × r^3
V = (4/3) × 3.14 × 2 × 2 × 2 = 33.49cm^3

ピンポン玉の比重を求めます。
32g ÷ 33.49 = 0.96

押しのけた水の重さを求めます。
32g × 0.96 = 30.72 となり、

ピンポン球が押しのけた水の重さとは、30.72gになります。

 
補足コメント
0612abc

お礼率 15% (195/1290)

ピンポン球は中に砂を入れて重さを調整しているから32gとなっています。あと、ここでのピンポン球が押しのけた水の重さというのは、中性浮力になっている時に押しのけた水の重さですか?だとしたら水の量がどんなに増えても押しのけた水の重さは変わらないのですか?
投稿日時 - 2017-05-20 08:13:38
  • 回答No.4
レベル10

ベストアンサー率 39% (68/173)

他カテゴリのカテゴリマスター
ピンポン玉がおしのけた水の重さ。
これは中性浮力になったときの その周りの水ですね。
食塩を混ぜて比重が高くなった水です。
ただの水の場合は 比重は1で 体積と同じです。
1cc=1g
そこが勘違いしやすいだけですね。
中性浮力で釣り合っているときは その物体の質量と等しい浮力が働いている
つまり32gです。
比重計算は不要だということです。
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