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【1】

                          

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、体積200cm3の物体Aを水に浮かべると、水面下の体積は120cm3となりました。物体Aの重さは、何gですか?

(2) 図2で示すように、重さ100g・体積300cm3の物体Cの上に物体Bをのせると、物体Cは完全に水につかりました。物体Bの重さは何gですか?

 

解答と解説

【解答】

① 120g

② 200g

 

【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) 物体Aにはたらく力(物体Aの重さ、浮力)を、下図に示しました。

  • 物体Aの重さ:下向き
  • 浮力:上向き

 

 

上向きの力(浮力)と下向きの力(物体A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。

 

浮力の大きさを考えてみましょう。「浮力とは、物体がおしのけた液体の重さ」なので、物体Aにはたらく浮力は「物体Aがおしのけた水の重さ」。「おしのけたとは、物体がつかっている部分」であり、物体Aは120cm3つかっていますから、120cm3の水(=120gの水)をおしのけたことになります。

つまり、物体Aにはたらく浮力は120gです。浮力(上向き)と物体Aの重さ(下向き)がつりあっているのですから、物体の重さは120gとなります。

 

 

(2) 物体Cにはたらく力を、下図に示しました。

  • 物体Cの重さ:下向き
  • 物体Bの重さ:下向き
  • 浮力:上向き

 

 

3つの力のうち、物体Cの重さは100gであることが分かっており、上向きの力の合計(浮力)と、下向きの力の合計(物体Bの重さ+物体Cの重さ)がつりあってます。次に、物体Cにはたらく浮力を考えてみましょう。

「浮力とは、物体がおしのけた液体の重さ」であり、「おしのけたとは、物体がつかっている部分」です。物体Cは全部つかっていますから、つかっている部分の体積は300cm3。つまり、300cm3(=300g)の水をおしのけたことになり、物体Cにはたらく浮力は300gであることが分かります。

「浮力(300g)=物体Bの重さ+物体Cの重さ(100g)」なので、物体Bの重さは200gです。

 

 

次の問題演習は、「浮力(その2)」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【2】

 

 

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