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質量 1kg 重力 ( 重さ )9.8N 〇重力加速度 地球の重力によって生じる加速度を重力加速度（通 常は，記号 g を用いて表す）と呼ぶ。高校物理のレベル では，一定の値とし， 9.8m/s 2 を用いる。中学校理科の レベルでは，重力加速度を直接的に問題にすることは ないが，それをおよそ 10m/s 2 とし，質量 1kg(1000g) の 物体に働く重力の大きさ ( 重さ ) を考えさせるようにして いる。すなわち，「およそ 100g の物体に働く重力の大 きさを１ N とする」との定義を用いる。 〇ニュートンの第二法則 F(N)=m(kg)×a(m/s 2 ) 質量 1kg の物体に 1m/s 2 の加速度を生じさせる力の大 きさを 1N と定義する。地球上で物体を落下させると， 重力 ( 重さ ) の作用により， 9.8m/s 2 の加速度が生じる。 このとき，物体の質量が 1kg であれば，その物体に働く 重力は，以下のようになる。 F(N) ＝ 1(kg)×9.8(m/s 2 ) ＝ 9.8N ＊中学校理科では，質量 1kg の物体に働く重力をおよ そ １０ N として扱う。したがって，およそ 100g(0.1kg) の物 体に働く重力は１ N となる。 〇質量と重さ 地球上の物体には重力が働く。質量と重力の関係は， ニュートンの第二法則により求められる。質量 m(kg) の 物体に働く重力は， m g （Ｎ）である。 g 倍 （ 9.8 倍） 質量 mkg 重力 m g N
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浮力 ( 結論 ) 結論的には，物体 A が押しのけた物体 B （通常は密度が 1g/cm 3 の水を取り上げることが多い）の質量 (g) に働く重 力（ N) が浮力として働くと考えれば良い。 例えば，水の中に， 10cm 3 の物体が完全に沈められて いるとき，その物体は， 10 ｇ（水の密度 1 ｇ /cm 3 × 体積 10cm 3 ）の質量の水を押しのけたことになる。 10 ｇ (0.01kg) の質量の水に働く重力は，重力加速度を 9.8m/s 2 とすると，ニュートンの第二法則より， 0.098N となる。 したがって，この物体に働く浮力は，０． 098N となる。 物体 A 物体 B
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S(cm 2 ) a(cm) b(cm) x(cm) 水深
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水の中に沈められた直方体にかかる水圧 の大きさは，深さによって異なる。 横の面にかかる水圧は，深くなるほど大 きくなるが，どの深さであっても，全方向 から同じ水圧かがかかることになるため， 相殺される。 上の面にかかる水圧と下の面にかかる水 圧は，深さが異なるために，その大きさも 異なることになる。したがって，面全体に 働く力の大きさも，上の面と下の面とでは 異なる ことになる。この二つの力の差が，浮力の 正体である。
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浮力が生じるメカニズムとその値を，以下の図を用いて説明すること。 必要に応じて適当な文字を使用すること。 直方体の上に働く力の大きさは？ 直方体の下の面に働く力の大きさは？ 直方体の下の面に働く力と下の面に働く力の差は？
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S(cm 2 ) a(cm) b(cm) c(cm) x(cm) 水深 物体 A
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S(cm 2 ) a(cm) b(cm) c(cm) x(cm) S(cm 2 ) y(cm) 水深
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S( cm 2 ) a(cm) b(cm) c(cm) x(cm) 水深 物体 A y(cm) 水深
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図のように，一辺の長さが 10(cm) の立方体の物体 A を静かに水に浮かべたところ， 水面から 4 （ cm ）でた状態で静止した。水の密度を１（ g/cm 3 ）としたとき，この物体 に働く浮力の大きさを求めなさい。また，この物体 A の密度を求めなさい。
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図のように，体積が 100 （ cm 3 ）の球体を水の中にすべて沈めたところ，ばねはかりの 目盛りが 690 ｇを指した。水に沈める前の状態で，ばねはかりが指していた目盛りは何ｇ であったと考えられるか答えなさい。ただし，水の密度を１（ g/cm 3 ）とすること。 また，上の実験で用いた水を，密度 1.1( ｇ /cm3) の泥水に変え，泥水に球体をすべて 沈めたときに，ばねはかりの目盛りが 690 ｇであった。泥水に沈める前の状態で，ばね はかりが指していた目盛りは，何ｇであったと考えられるか答えなさい。
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