天びんのバランスはどう変化するか（２０１８年秋田）(２０１９年滋賀）

天びんにつるして水の中に入れるとどうなるか（２０１８年秋田）

図１のような水のしみこまない質量60ｇの直方体Ａ、Ｂを使って次のような実験をおこなった。AとBをてんびんにつり下げたところ、図4のように水平になった。この状態のてんびん を水が入った水槽に置くとどうなるか,ア,イのうち正しいものを選んで記号を書きなさい。 また,そのように判断した理由を「体積」と「浮力」という語句を用いて書きなさい。

Ａの体積は５ｃｍ×２ｃｍ×４ｃｍ＝４０cm³

Ｂの体積は３ｃｍ×２ｃｍ×４cm＝２４cm³

二つを沈めた時、Ａの方が体積が大きいので浮力が大きい。

このためＡが浮かび上がる。

　ＡはＢよりも体積が大きいので浮力が大きくなるから。アのようになる。

同じ質量の金属の場合(２０１９年滋賀）

図7のように,質量が等しい2つの金属を棒の両 端に糸でつるして,棒が水平になって静止するよう なてんびんをつくる。この2つの金属全体を水中に 沈めたとき,2つの金属の種類が同じである場合に は棒は水平のままであるが,2つの金属の種類が異 なる場合には,棒は水平にはならずに傾く。その理 由を書きなさい。

アルミニウムと鉄を同じ質量用意すると、アルミニウムの密度が小さく体積は鉄よりも大きくなる。

　金属の種類によって密度は決まっている

　密度が小さい金属は同じ質量では体積は大きくなる

　浮力は体積によって決まるので、体積の大きい密度の小さい金属の方が大きくなる。

金属の種類によって密度が決まっており、質量が同じ場合には密度が黒なると体積が異なり、その金属がうける浮力の大きさに差が生じるから。

ポイント

重力と質量の説明の時に

質量は天びんでつりあう

重力はばねばかりなどではかる

質量は地球上でも月の上でも変わらないが重力は場所によって変わる

「理科の世界１年」ｐ１８３大日本図書

浮力を考えると同じ質量でも天びんでつりあわなくなる、それは浮力が働くためである。