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ビーカーに水を入れ、台はかりでその重さをはかったら9.80Nであった。質料0.400kgのガラス球をバネばかりにつるし、右図のようにビーカーの水中に完全に入れたところ、ばねはかりは1.96Nを示した。重力加速度は9.80m/s^2である。

僕の力のつりあいを求める時のスタンスは

1注目物体を決める
2注目している物体に働く重力を鉛直下向きに描く
3注目物体に接触している他の物体があれば接触による力を描く。
4それらの力を直角2方向に分解する。
5各方向でのつり合い式を立てる。
というのがスタンスなんですが、これまで物体間でしか考えたことがなく、浮力だとよくわかりません、この問題はこのスタンスをどのように考え応用できるでしょうか??

後、この問題のばねはかりは何の意味があるんでしょうか??? つるしと書かれていますが、何か物体に糸みたいなものをつけてその糸をバネはかりにつるしています。 そうするとこの糸の張力は関係しますか??

以上 できれば論理的に教えてもらえると幸いです。

「この問題僕のスタンスで解くことができます」の質問画像

A 回答 (4件)

ビーカー+水とガラス球の合計重量は一緒に測っても別々に測っても同じだということを思い出してください。


質量0.4kgのガラス球の重さは0.4×9.8Nになる事はお分かりですね。
空中ではばねばかりはこの値を示しているはずです。
ここで球を水中に漬けた時ばねばかりの表示が1.96Nになったという事は、その差を浮力として下の大ばかりが受け持ってることになります。

全体の重さを台ばかりとばねばかりが分担して支えていると考えると
9.8N+ガラス球の重さN=台ばかりの表示+ばねばかりの表示になります。
計算してみてください。
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 スタンスというか、やり方として合っています。

浮力が絡む場合も基本的に同じことで、
 ・水中の物体は水から浮力を受け、作用反作用の法則で水は浮力と同じ大きさの力(下向き)を受ける
 ・浮力は物体と同体積の水が受ける重力と等しい大きさである。
を付け加えればこの問題は解けます。
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まず,この物体が,非常に薄い表面の殻(重さはゼロ)だけを残して中身がどこかにワープ(笑)してしまったと考えてみましょう.



すると,上向きの力・・つまり浮力が描けますよね?殻の重さはゼロと考えたので下向きは無しです。

ではこの殻の中に物体が戻ってきたとします.別に充填されている必要はないので,同じ重さのパチンコ玉でも戻したとしても良いでしょう.
こうなると,当然戻された物が物体の重さ分だけ殻を下に押しますよね?
これが下向きの矢印ですね.

物体は水より比重が大きい・・つまり上向きの浮力以上の力で下に向かおうとするという話でしょうから,このまま放置しておけば当然ビーカーの底に落下します.
落下しないで水中に浮いているということは,この「落下分」は糸が上に引き上げる力と釣り合っているからですね.これが今まで引いた上向きと下向きの差分と釣り合っているからでしょう。

という具合に考えたらどうでしょう?
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>>ビーカーに水を入れ、台はかりでその重さをはかったら9.80Nであった。

質料0.400kgのガラス球をバネばかりにつるし、右図のようにビーカーの水中に完全に入れたところ、ばねはかりは1.96Nを示した。重力加速度は9.80m/s^2である。


で、何を求める問題なんでしょうか。

この回答への補足

すいません このとき浮力Fとこのときの台はかりに加わる力を求めよ。
という問題です。

補足日時:2009/10/31 15:20
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