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質量1kg
質量mkg
g倍
（9.8倍）
重力(重さ)9.8N
重力mg N
〇重力加速度
地球の重力によって生じる加速度を重力加速度（通常
は，記号gを用いて表す）と呼ぶ。高校物理のレベルでは，
一定の値とし，9.8m/s2を用いる。中学校理科のレベルで
は，重力加速度を直接的に問題にすることはないが，それ
をおよそ10m/s2とし，質量1kg(1000g)の物体に働く重力の
大きさ(重さ)を考えさせるようにしている。すなわち，「およそ
100gの物体に働く重力の大きさを１Nとする」との定義を用
いる。
〇ニュートンの第二法則 F(N)=m(kg)×a(m/s2)
質量1kgの物体に1m/s2の加速度を生じさせる力の大きさ
を1Nと定義する。地球上で物体を落下させると，重力(重さ)
の作用により，9.8m/s2の加速度が生じる。このとき，物体
の質量が1kgであれば，その物体に働く重力は，以下のよう
になる。
F(N)＝1(kg)×9.8(m/s2)＝9.8N
＊中学校理科では，質量1kgの物体に働く重力をおよそ
１０Nとして扱う。したがって，およそ100g(0.1kg)の物
体に働く重力は１Nとなる。
〇質量と重さ
地球上の物体には重力が働く。質量と重力の関係は，
ニュートンの第二法則により求められる。質量m(kg)の物体
に働く重力は，mg（Ｎ）である。
浮力(結論)
結論的には，物体Aが押しのけた物体B（通常は密度が
1g/cm3の水を取り上げることが多い）の質量(g)に働く重力
（N)が浮力として働くと考えれば良い。
物体B
物体A
例えば，水の中に，10cm3の物体が完全に沈められていると
き，その物体は，10ｇ（水の密度1ｇ/cm3×体積10cm3）の質量
の水を押しのけたことになる。10ｇ(0.01kg)の質量の水に働く
重力は，重力加速度を9.8m/s2とすると，ニュートンの第二法
則より，0.098Nとなる。したがって，この物体に働く浮力は，
０．098Nとなる。
a(cm)
b(cm)
x(cm)
水深
S(cm2 )
水深x(cm)の水圧は，どの方向も同じ大きさ
になる。つまり，水圧は，深さのみによって決
まる。
水深x(cm)に位置するS(cm2)の面に働く力
の大きさは，その面の上に存在している水の
重さ（N)となる。
面の上にある水の体積は，
S(cm2 )× x(cm)＝Sx(cm3)となる。
水の密度を1(ｇ/cm3)とすると，その水の質量
は， 1(ｇ/cm3)×Sx(cm3)＝Sx（ｇ）となる。
Sx
質量Sx（ｇ）は，1000 (kg)である。
Sx
質量1000 (kg) の物体に働く重力の大きさ
(重さ)は，F=ma（この場合のaは重力加速度g）
Sxg
より，1000（N)となる。この重さが，S(cm2)の面
に働くことになるため，圧力は，
Sxg
xg
（N)÷ S(cm2)＝
（N/cm2）となる。
1000
1000
水深x(cm)の位置の水圧は，すべての方向で
xg
等しく， 1000（N/cm2）となる。
水の中に沈められた直方体にかかる水圧
の大きさは，深さによって異なる。
横の面にかかる水圧は，深くなるほど大きく
なるが，どの深さであっても，全方向から同じ
水圧かがかかることになるため，相殺される。
上の面にかかる水圧と下の面にかかる水圧
は，深さが異なるために，その大きさも異なる
ことになる。したがって，面全体に働く力の大
きさも，上の面と下の面とでは異なる
ことになる。この二つの力の差が，浮力の
正体である。
浮力が生じるメカニズムとその値を，以下の図を用いて説明すること。
必要に応じて適当な文字を使用すること。
直方体の上に働く力の大きさは？
直方体の下の面に働く力の大きさは？
直方体の下の面に働く力と下の面に働く力の差は？
図のように，一辺の長さが10(cm)の立方体の物体Aを静かに水に浮かべたところ，
水面から4（cm）でた状態で静止した。水の密度を１（g/cm3 ）としたとき，この物体
に働く浮力の大きさを求めなさい。また，この物体Aの密度を求めなさい。
図のように，体積が100（cm3）の球体を水の中にすべて沈めたところ，ばねはかりの
目盛りが690ｇを指した。水に沈める前の状態で，ばねはかりが指していた目盛りは何ｇ
であったと考えられるか答えなさい。ただし，水の密度を１（g/cm3 ）とすること。
また，上の実験で用いた水を，密度1.1(ｇ/cm3)の泥水に変え，泥水に球体をすべて
沈めたときに，ばねはかりの目盛りが690ｇであった。泥水に沈める前の状態で，ばね
はかりが指していた目盛りは，何ｇであったと考えられるか答えなさい。