中学受験の理科 浮力・重さ・体積を確認する問題演習と解説【2】

                          

2021/05/19

 

この演習問題は、かならず「浮力の基本(⇒ 中学受験の理科 浮力~頭を整理するため最初にするべき事とは!)」の学習を終えてから取りくんでください。

 

【問題】

(1) 図1で示すように、おもり(重さ:300g、体積100cm3)をばねはかりにつるして、食塩水(1.2g/cm3)の中につけました。ばねはかりは、何gを示しますか?

(2) 図2で示すように、おもり(重さ:250g)をばねはかりにつるして、食塩水(1.1g/cm3)の中につけると、ばねはかりは85gを示しました。おもりの体積は、何cm3ですか?

 

解答と解説

【解答】

① 180g

② 150cm3

 

【解説】

浮力の問題を解く前に、次の2点を10秒以内で言えるかどうか確認してください。そうでなければ、本番の試験で合格点を取ることはできません。

  • 浮力とは、物体がおしのけた液体の重さ。
  • おしのけたとは、物体がつかっている部分。

 

さらに、浮力の問題は「力のつりあい」を問うものです。必ず物体にはたらく力をすべて図に記入してから、つりあいを考えてください。

 

(1) おもりにはたらく力は3つ(おもりの重さ、ばねはかりの力、浮力)で、すべてを示すと下図のようになります。それぞれの向きは、

  • おもりの重さ:下向き(300g)
  • ばねはかりの力:上向き
  • 浮力:上向き

 

 

上向きの力の合計(ばねはかりの力+浮力)と下向きの力の合計(おもりの重さ)が等しいとき、おもりにはたらく力はつりあいます。

 

まずは、浮力から。「浮力とは、物体がおしのけた液体の重さ」なので、「おもりがおしのけた食塩水の重さ」です。「おしのけたとは、物体がつかっている部分」で、おもりは全部つかっていますから、おもりの体積(100cm3)分の食塩水をおしのけました。

食塩水は1cm3あたり1.2gですから、おしのけた食塩水の重さは「1.2×100=120g」。よって、浮力は120gです。「ばねはかりの力+浮力(120g)=おもりの重さ(300g)」なので、ばねはかりの力は180gであることが分かります。

 

(2) おもりにはたらく力は3つ(おもりの重さ、ばねはかりの力、浮力)で、すべてを示すと下図のようになります。それぞれの向きは、

  • おもりの重さ:下向き(250g)
  • ばねはかりの力:上向き(85g)
  • 浮力:上向き

 

 

上向きの力の合計(ばねはかりの力 85g+浮力)と下向きの力の合計(おもりの重さ 250g)が等しいとき、おもりにはたらく力はつりあいます。よって、「浮力=250g-85g=165g」です。

 

「浮力とは、物体がおしのけた液体の重さ」なので、「おもりがおしのけた食塩水の重さ」は165gであることが分かります。「おしのけたとは、物体がつかっている部分」で、おもりは全部つかっていますから、おもりの体積分にあたる食塩水の重さが165gでした。

食塩水は1cm3あたり1.1gなので、「1.1g×おもりの体積=165g」。よって、おもりの体積=165÷1.1=150cm3となります。

 

 

次の問題演習は、「浮力(その3)」です。
中学受験の理科 浮力・重さ・体積を確認する問題演習と解説【3】

 

 

2020年10月エール出版社から、全国の書店で参考書を発売開始! 出版記念キャンペーンとして、教材「理科の核心」を半額で販売させていただきます。詳しくは以下の記事を、ご覧ください。
中学受験 理科 偏差値アップの勉強法

△上のリンクをクリック△

 

スポンサーリンク

スポンサーリンク