水圧と浮力

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水圧

水圧・・・水の重さによって生じる圧力のこと

水圧の特徴

1. 水圧はあらゆる方向からはたらく
2. 水圧は物体の表面に垂直にはたらく
3. 水圧は水面からの深さに比例する(深さが同じなら水圧は同じ)

水圧は深さ1cmあたり100Paかかる。

浮力

浮力・・・水中にある物体にはたらく上向きの力

※5秒で求める浮力の記事を作りました。この記事を読んでも分からない場合は参考にどうぞ

【例題】

図のように水に沈めた物体にはたらく力は何Nか答えなさい。

【解答】

上面にかかる水圧は深さ1mなので10000Pa

下面にかかる水圧は深さ2mなので20000Pa

上面にかかる力は　10000Pa×0.0001＝1N

下面にかかる力は　20000Pa×0.0001＝2N

下から2Nの力、上から1Nの力がはたらく。

その力を合成することで上向きに1Nの力がはたらくことになる。

また、浮き沈みの関係は以下の通り。

重力＞浮力　の場合は沈む

重力＜浮力　の場合は浮く

もしくは、

物体の密度＞液体の密度　の場合は沈む

物体の密度＜液体の密度　の場合は浮く

使われている式が分からない場合は圧力の単元を要チェック

※圧力と力を混同しないように気を付けましょう。

アルキメデスの原理

アルキメデスの原理・・・物体にはたらく浮力は物体が押しのけた液体の重さに等しくなること。

先ほどは浮力を上面からの力と下面からの力の差で求めたが、アルキメデスの原理を用いると楽に浮力を求めることができる。

アルキメデスの原理を使って浮力を求める方法

①沈んでいる物体の体積を求める。

1×100cm＝100

②その体積分の液体の質量を求める。

水の密度は1g/なので100の水は100gとなる。

③その水の重力を求める。

100gの水の重力は1N。

よって浮力は1Nと分かる。

※①で体積をで求めた場合、その数を100で割ることで浮力を求めてもOK

⇐5.圧力と大気圧　　　1.物質の性質⇒

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