力のつり合いと水中の物体¶

力のつり合い、水圧・浮力、運動の記録、仕事とエネルギーを実験や資料から考える。

このLessonでできるようになること¶

• 二力がつり合う条件を説明できる
• 水圧の向きと深さの関係を説明できる
• ばねばかりの値から浮力を求められる

前に習ったこと¶

基本を理解する¶

同じ物体に働く力を整理する¶

二つの力がつり合うには、同じ物体に働き、同一直線上・反対向き・同じ大きさであることが必要です。机上の本では、本の重力と机が本を押す力がつり合います。

作用・反作用は、物体どうしが互いに及ぼす力です。「本が机を押す力」と「机が本を押す力」は異なる物体に働くため、つり合いの二力とは区別します。

力を一つにまとめる¶

一直線上の力は、同じ向きなら大きさを足し、反対向きなら大きさの差をとります。向きの違う二つの力の合力は、二力を隣り合う辺とする平行四辺形の対角線で表します。逆に一つの力を二方向へ分けるのが力の分解です。

水圧と浮力¶

水圧による力は物体の面に垂直に働き、水中ではあらゆる方向から受けます。深いほど水圧が大きいので、水中の物体は下の面から受ける上向きの力が大きくなります。この差が浮力です。

静かにつり下げた物体では、浮力＝空気中のばねばかりの値−水中の値。浮力は上向きであり、物体の重力そのものが消えたわけではありません。

例題¶

浮力を求めよう¶

空気中で6 N、水中で4 Nを示した。浮力の大きさと向きは。

自分でやってみる¶

間違えやすいポイント¶

「水中では重力が小さくなる」¶

水中で小さくなるのは、ばねばかりが支える力。重力と浮力を別々に図にかこう。

まとめ¶

理解度チェック¶