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民報チャレンジ2018(理科11)力と圧力、密度

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民報チャレンジ2018(理科11)力と圧力、密度

(1)力の大きさ

図2から求めます。

ばねののびが1.0cmのとき、つるしたおもりの質量は40gです。
問題では何Nかと聞いていますので、40gをNに直します。

質量100が1Nなので、40gの物体にはたらく重力の大きさは、
40÷100=0.4(N)

(2)密度

表に(g/㎝3)とあるとおり、
(質量[g])÷(体積[㎝3])で求めます。

つるしたおもりの質量は問題文から540(g)
おもりの形は直方体で、その体積は、
5×5×8=200(cm3

よって密度は
540(g)÷200(㎝3)=2.70(g/㎝3)

表から密度が2.70の物質、アルミニウムを答えます。

(3)圧力

問題文に1Pa=1N/m2とあるので、

(重力の大きさ[N])÷(面積[m2])で求めます。

物体Xの質量は540gなので、540gの物体にはたらく重力の大きさは、
540÷100=5.4(N)

物体Xの力のはたらく面の面積は、㎝をmに直して計算すると、
0.05×0.05=0.0025(m2)

よって圧力は
5.4(N)÷0.0025(m2)
=54000÷25
2160(Pa)

(4)フックの法則

ばねののびは、ばねに加わる力に比例するという、フックの法則を使います。
ばねは100gで2.5cmのびるので、540gでxcmのびるとすると、

100:2.5=540:x

よって、
x=2.5×540÷100
=1350÷100
13.5(cm)

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