浮力の基本問題
浮力の本質が分かっていないとこの問題がとけないので、忘れてそうなときを見計らって出題してあげるとよい。
解答
- 400
- 400
- 600
- 1000
解説
- 物体が止まっているということは釣り合っているということ。400g の物体は重力で地球に 400g で下に引っ張られている。それでも止まっているということは、誰かが 400g で上に引っ張っているということ。この場合は浮力以外に誰もひっぱりあげていないので、400g が浮力になる。ちなみに、物体にバネばかりがついているような場合は、バネばかりにかかっている力と浮力をあわせて、400g の重力とつりあっている。この問題の物体の体積が 600cm3 という情報は、混乱させるための不要情報。
- 「浮力は物体が押しのけた液体の重さと等しい。」
水の場合は 1g = 1cm3 なので、浮力 400g → 押しのけた水の重さが 400g → 押しのけた水の体積が 400cm3
「浮力は物体が液体に入っている部分の体積と等しい。」
とも言えるが、これは 1g = 1cm3 が成り立っている場合だけに使えるのであって、液体が油になったり、食塩水になったりして、1g = 1cm3 がくずれると使えない法則なので、前者で覚えるべき。そもそも「力(g) = 体積(cm3)」というのは単位が合っていない。結果としてそうなっているだけであるが、「あってるからいいじゃん」と子供は言いがち。
- 1 と同様に考える。
- 浮力 600g → 押しのけた水の重さが 600g → 押しのけた水の体積が 600cm3 → 物体全体は 600 x 5/3 = 1000 cm3 となる。