昨日の「浮力と重力」実験問題は、装置は単純だがその結果には重要事項がてんこ盛りだ。
ニュ-トンばね測りと物体と水槽だけで、吊るした物体の密度が解り、不明の金属や物質の正体がわかる。
手順は
①物体の重さ(N)をばね測りで測る。ニュ―トンばね測りなのでN表示で出る。
②物体を吊るしたまま、水槽の水面下まで鎮める。
測りのN表示は下がり①の表示との差が物体にかかる浮力だ。
③測定した浮力から、物体の体積が解る。
この時、浮力(N)=押しのけた水の重さ(N)→物体が押しのけた水の質量(g)→物体の体積(cm3)という単位が異なる数値の変換が、瞬時に出来る事がカギだ。
入試の得点がここで決まる。
④物体の質量を体積で割って物体の密度を出す。
⑤④の密度に相当する物体の金属を特定する。
特に浮力(N)=押しのけた水の重さ(N)→押しのけた水の質量(g)の変換では「重さは質量ではない」ので、ごまかしを理解したうえで、変換をやることとなる。
さらに水の質量→物体の体積では、水の密度;1g=1cm3を知らないと変換できない。
①②③には物体の重力=f(浮力)+F(物体が紐に引かれる力)の関係理解と、
単位の変換という作業が問われるので、単純実験だが正答率が低くなる。
学調や入試に頻出なのはそのためだ。
⑤は古代シラクサ王とアルキメデスの「金の王冠真贋判定」という有名なお話で、教科書にも載っている。
最後に浮力(N)=押しのけた水の重さ(N)から、浮力は水の重さ、つまり水圧に関係することがわかる。
では、水圧とはいったい何なのか、その正体を探ろう!!
また次回の授業で!!