フロートを浮かべる液体が密度1g/cm＊2の水の場合、下記に記載している条件のフロートの吃水線はフロ

フロートを浮かべる液体が密度1g/cm＊2の水の場合、下記に記載している条件のフロートの吃水線はフロートの底からいくつでしょうか？

フロート形状:円筒形
フロート断面積:50cm＊2
フロートの高さ:20cm
フロート重さ:200g

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2021/02/07 20:41

＞密度1g/cm＊2の水の場合

密度は「単位体積当たりの質量」だから、単位は「g/cm³」でしょう。


フロートの質量 200 g に対する重力 = フロートの水中部分に働く浮力

のときにつり合って浮いた状態を保持します。

「フロートの水中部分に働く浮力」は「フロートの水中部分の水の質量に対する重力」に等しくなります。

「フロートの水中部分の水の質量」を求めるには、まず「フロートの水中部分の体積」を求めます。
フロートの底から吃水線までの長さを L [cm] とすれば、「水中部分の体積」は
　50[cm²] × L[cm] = 50L[cm³]
であることから、その質量は
　1 [g/cm³] × 50L[cm³] = 50L[g]
です。

この質量に働く重力はこれに「重力加速度：G」をかけたものであり、フロートに働く重力はフロートの質量 200[g] に「重力加速度：G」をかけたものなので、これらが等しいことから
　50LG = 200G
→　L = 4 [cm]

重力加速度をかける前の「質量」どうしが等しいとしても結果は同じですが、「重力と浮力がつり合う」ということから、重力加速度をかけた状態で比較するのが正しいやり方です。結局は「共通項」として消えますが。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2021/02/12 13:50

No.1 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2021/02/07 18:29

吃水線～底までの体積が200cm³。

200cm³の水の重さが200gだから、それで釣り合う。
200÷50=4

4cm

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2021/02/12 13:50