問1選んで答える
水（密度 1000 kg/m³）の中、深さ 2.0 m の点の水圧は？（大気圧は考えない。g ＝ 9.8 m/s²）
答えと解説
正解：1.96×10⁴ Pa
p ＝ ρgh ＝ 1000 × 9.8 × 2.0 ＝ 1.96×10⁴ Pa。
物理基礎｜力と運動（5）圧力と浮力
浮力は「押しのけた水の重さ」
この教材のために作ったオリジナル問題です。
答えを選ぶと、正解とわけが出ます。図の問題は、答えたあとに図が動いて確かめられます。
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問2選んで答える
体積 2.0 L（2.0×10⁻³ m³）の鉄のかたまりを水に全部沈めた。受ける浮力は？（水の密度 1000 kg/m³、g ＝ 9.8 m/s²）
答えと解説
正解：19.6 N
浮力 ＝ ρVg ＝ 1000 × 2.0×10⁻³ × 9.8 ＝ 19.6 N。鉄でも木でも、同じ体積なら浮力は同じ。
問3選んで答える
体積 1.0 L、質量 0.80 kg の物体を水に入れた。どうなる？（水 1 L の質量は 1.0 kg）
答えと解説
正解：浮く（一部が水面から出る）
重力 ＝ 0.80 × 9.8 ＝ 7.8 N。全部沈めたときの浮力 ＝ 9.8 N。重力 ＜ 浮力 なので浮き上がり、80% 沈んだ所で 浮力 ＝ 重力 となって止まる。
問4選んで答える
全部沈んでいる物体を、深さ 1 m から 3 m まで沈めた。浮力はどうなる？
答えと解説
正解：変わらない
浮力 ＝ 下面と上面の水圧の差 × 面積 ＝ ρVg。深さが変わっても差は同じなので、浮力は変わらない。
問5考えてから見る
浮力が「押しのけた液体の重さ」に等しくなる理由を、水圧のちがいから説明しよう。
答えと解説
物体の下面は上面より深いので、下面の水圧の方が大きい。「下面の水圧 − 上面の水圧」は ρg × 物体の高さ で、これに底面積をかけると ρg × 体積 ＝ 物体と同じ体積の水の重さ になる。これが浮力。
自分の答えに、次のことが入っていたかくらべてみよう
- 下面の水圧が上面より大きい（深いから）と書いている
- その差 × 面積 ＝ ρVg ＝ 同じ体積の水の重さ になると書いている