物理基礎の問題です。 何が間違っているのかと、正しい途中式を教えてください。 物理は苦手なのでわかり

物理基礎の問題です。
何が間違っているのかと、正しい途中式を教えてください。
物理は苦手なのでわかりやすく教えていただけると嬉しいです( > < )

質問者からの補足コメント

• 答えは、ｈ≒10ｍ でした。

    補足日時：2017/10/15 14:03

No.4 ベストアンサー 回答者： kuroki55 回答日時： 2017/10/16 11:41

No.1です。

反応が無いので。
圧力の定義ですが、1[Pa]とは1[m^2:^2は2乗のこと]に1[N]の力が作用していると言うことです。
また、1[N]とは1[kg]の物体を1[m/s^2:メートル毎秒毎秒]の加速度で動かす力です。
ここで、地球上の重力加速度g=9.8[m/s^2]なので、1[kg]の物体に作用する力は9.8×1=9.8[N]になります。
水による圧力を考える時、面積1[m^2]の上にどれ位の水が乗っかっているかを考えます。
乗っかている水の体積をV[m^3:^3は3乗のこと]、密度をρ[kg/m^3]とすると、その質量はρV[kg]。
この質量に重力加速度が作用しているので力はρgV[N]。
ここで、水深をh[m]とすると、底面積1[m^2]で体積V[m^3]=1×h=hと値は等しくなります。
従って水による圧力P=ρgh[N]/1[m^2]=ρgh[N/m^2]=ρgh[Pa]となります。
これが大気圧P0=1.0×10^5[Pa]と等しいのだから
P0=P
1.0×10^5=ρgh=1×10^3×9.8×h
h=(1.0×10^5)/(1×10^3×9.8)≒10[m]
となります。

問題の内容から、水だけによる圧力が大気圧に等しいので上記のようにP0=Pとなります。
実際には水深10mのところには大気圧も加わっているの2×P0の圧力が加わっています。このような考え方を絶対圧と言います。
ただ普通に圧力といえば大気圧がかかっている状態を0[Pa]と考えます。これをゲージ圧と言います。
ゲージ圧=絶対圧-大気圧(1.0×10^5)の関係になります。

この回答へのお礼

２回も丁寧にありがとうございます!!
理解できました!!
本当にありがとうございます!!!

お礼日時：2017/10/16 17:05

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/10/15 22:34

ゲージ圧と絶対圧を明確に区別しましょう。

ゲージ圧なら P=ρhg

No.2 回答者： ナッキーナッキー 回答日時： 2017/10/15 19:34

「水圧」と言われた場合、

水圧P=ρgh
ですが、P=P0+ρgh とする場合もありますね(^^;)
しかし、問題の文脈上、ここでは明らかに P=ρgh を指しています(－＿－)
ですから、画像の式の「P=P0 + ρgh」のP0 をつけずに計算します・・・つまり、
P=ρhg
で計算してみて下さい(^^)

それから、アドバイスですが、計算において 1.0×10^5[Pa] を 100000 などと書き直してはいけません・・・計算ミスの原因になります。
つまり、
P=ρhg　より
h=P/(ρg)=1.0×10^5/(1.0×10^3 × 9.8)=1.0×10^2/9.8=100/9.8≒10[m]
とします(^O^)

No.1 回答者： kuroki55 回答日時： 2017/10/15 14:44

Pは大気圧とそれに等しい水圧がかかっているので

P=2P0となります。
または単純に
P0=ρhgとすればよいのです。
（計算も間違ってますよ。両辺から100000引いたら左辺は0になってしまいます。）