高校物理

高校物理
5分で解ける!水圧に関する問題

1
Movie size

5分で解ける!水圧に関する問題

1
春キャンペーン2019春キャンペーン2019

この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 運動と力45 練習

解説

これでわかる!
練習の解説授業
lecturer_avatar

この問題は 水圧を求める公式P=P0+ρhg を用いれば簡単に求めることができます。しかし、公式を丸暗記するだけでは忘れてしまうことも多いです。公式の背景をしっかりと理解するため、水にはたらく力のつりあいから水圧を求めていきましょう。

条件から図をかいてみよう

lecturer_avatar

この問題で求めたいのは、深さ30[m]の水による 水圧 ですね。水圧は 力のつりあい から式を立てて求めることができます。水の深さが30[m]の位置に断面積S[m2]をとり、この断面積Sにかかる力のつりあいを考えていきましょう。

高校物理 運動と力45 図 書き込み全てあり

lecturer_avatar

上の図では、高さ30[m]の水柱の質量をm[kg]、水の密度(=1[m3]あたりの質量)をρ(ロー)[kg/m3]としています。水柱には下向きの 重力 mgがはたらいていますね。また水面は大気に接しているので、 大気圧 を受けます。その大きさは大気圧P0と水の柱の断面積Sを用いてP0Sとなります。また、 水の底が押し上げる力 は水圧Pと面積Sを用いてPSと表すことができます。

高校物理 運動と力45 図 書き込み全てあり

押し上げる力と押す力が等しい

lecturer_avatar

水にはたらく3つの力が整理できましたね。押し上げる力PSと押す力P0S+mgが等しいので、つりあいの式を立てましょう。
PS=P0S+mg
ここで質量mについては密度ρ[kg/m3]、体積S[m2]、高さh[m]を用いて、m=ρShと表せるので、
PS=P0S+ρShg
となります。

lecturer_avatar

力のつりあいの式を立てたら、両辺をSで割り、具体的な数字を代入して水圧Pを求めましょう。
P0=1.0×105
ρ=1.0×103
h=30
g=10
ですね。

答え
高校物理 運動と力45 答え
春キャンペーン2019
水圧
1
友達にシェアしよう!
春キャンペーン2019

浮力と空気の抵抗力の練習

高校物理の問題