【理科】中３物理分野！水圧と浮力の関係！求め方の解説

静岡市葵区・駿河区で塾をお探しの皆さん。こんにちは！

思考力学習・ミス防止を徹底指導。集団指導の学習塾WINGSです。

近隣の葵小・横内小・竜南小・城北小・伝馬町小・安東小

城内中・東中・安東中の方々にお世話になっております。

近隣の中学校では理科の教科書を『啓林館』という採択のものを使用しております。

通常であれば３年生は『生物⇒化学⇒物理⇒地学』の順に学習していくのですが、

『物理⇒生物⇒化学⇒地学』の順に学習していく学校がほとんどです。

その中３物理分野から水圧・浮力の解説をします。

水圧・浮力の説明

ちなみに去年の７月にも似たブログをアップしております⇒水圧・浮力の原理

去年までの私と解説ブログがどう変わるのでしょう？

水圧⇒水による圧力(水によって押される力)

浮力⇒水中で物体を下から支える力(軽くなる原因)

ちなみに空気中では気圧という力がはたらいております。

人間は常にこの気圧を受けているのであまり意識しませんが、

同様に普段生息しない水中では水圧という力を受けます！

ではなぜ水中では物体が軽くなるのか？(浮力という力がはたらくのか？)

水圧の仕組み

その前に水圧を理解する必要があります。

①水中のあらゆる方向に垂直にはたらく

②深いところほど押す力が大きくなる

つまり物体を水中に沈めると、上下左右全ての面に対して垂直に水圧がはたらきます！

また深いところほどこの水圧が大きくなるので、

上側の面よりも下側の面に対する水圧の方が大きくなります！

浮力の原理

上記の水圧の仕組みの通りです。

上下方向の水圧の差で下から押し上げられるような力がはたらき、これを浮力と言います。

水中では下から支えるような力(浮力)がはたらくから軽くなるのですね！

ではこの浮力ですが、物体をさらに深く沈めたらどうなると思いますか？

①大きくなる ②小さくなる ③変わらない

ちなみに左右に関しては深さが等しいので水圧によって特別な力ははたらきません。

これをヒントに深く沈めたときの上下方向の水圧について考えると、

上からの水圧と下からの水圧の差は変わらないのです！

よって浮力は深さに関係なく一定になるので答えは③です！

簡単な問題を解いてみよう！

問. 物体をばねばかりにつるしたところ、５Nの目盛りを示しました。この物体を水の中に沈めたところばねばかりは３Nの目盛りを示しました。浮力の大きさは何Nでしょうか。

何も難しくないです！(しかし解けない生徒さんはたくさんいます)

重さ５Nの物体が、水中で３Nと軽くなっています。

なぜ？…浮力がはたらいているからですよね？どのくらいの大きさで支えている？

５－３＝２N で支えています。(これが今回の浮力の大きさです)

まとめ

物理を苦手にしている生徒さんは多く、その中でも浮力は苦手意識が高い生徒さんが多い分野です。

しかし原理を理解してしまえば引き算で解けます！難しく考えないでください！

ここから力の合成・分解、力がはたらく運動、はたらかない運動…

一度苦手になってしまったらおしまいです！

早め早めに塾で予習して学校の内容を学習していきましょう！

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