浮力シミュレーター | 中学1年/第1分野【力と圧力】

左右の物体を水の中にドラッグ&ドロップしてみよう★
物の上に物を乗せたりもできるよ★
※SmartPhoneでは動作しません。

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浮力を算出する問題

浮力は、「上面にかかっている圧力ー底面にかかっている圧力」で求めることができます。
水中で体が軽く感じるのは、水中にある物体を押し上げようとする力が存在しているためです。この力を浮力と呼びます。

ここで問題です!!

この図は、水面から10cmのところに全長が20cmの物体を沈めた図です。
そこにとどまっているのではなく上から押していると考えてください。
そして物体の上面と下面の面積は1cm2とします。 このときの浮力を求めてみましょう。

浮力の計算方法

水の質量 = 水が接する面積 × 深さ × 水の密度(1g/cm3
水の質量 = 1cm2 × 10cm × 1g/cm3 = 10g
100gの物体に働く重力の強さが1Nですので、10gの物体には0.1Nがかかります。
★つまりこの物体の上面には、0.1Nの力がかかっています。

同様に、底面には 1cm2 × 30cm × 1g/cm3 = 30g
★底面には0.3Nの力がかかっていることになります。

図で確認しよう

上からは0.1Nの力、下からは0.3Nの力がかかっているので、
下から押し上げる力が0.2Nだけ強い。
★この物体は図のように水中にとどまらず、上に飛び出ていくことになります


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