力のはたらきの問題
縦 cm、横 cm、高さ cm の直方体の形をした、質量 g の物体がある。この物体を、縦 cm、横 cm の面が下になるように、水平な床の上に置いた。
質量 g の物体にはたらく重力の大きさを N とするとき、この物体が床に加える圧力は何 Pa ですか。ただし、物体の質量はかたよりなく分布しており、床に接する面全体に一様に力が加わるものとする。
この問題で使うもの
- 重力と力の大きさ(説明と入口の問題)
- 圧力の比べ方と等しい条件(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(4 技能)
読み込み中…
右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る(前提が先)
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
圧力は(面を垂直におす力)(面積)で求められる。まず、床をおす力と、床に接する面の面積を求めよう。
ヒント 2
床をおす力は物体にはたらく重力の大きさに等しい。また、Pa(パスカル)は N/m² なので、面積を m² に直す()。
ヒント 3
床をおす力は N、床に接する面の面積は である。
答えと解説
答えを見る
どこでつまずきましたか?(選ぶと、戻る場所を案内します)
解説を読む
床をおす力
物体の質量は g なので、物体にはたらく重力の大きさは
物体は床の上で静止しているので、床をおす力の大きさは重力と同じ N である。
床に接する面の面積
床に接する面は縦 cm、横 cm なので、面積は
なので
圧力
圧力は、面を垂直におす力の大きさを、力がはたらく面積で割って求める。
よって、物体が床に加える圧力は Pa である。
別解
質量 g の物体にはたらく重力は、 g で N なので N。床を押す力は N。
床に接している面は縦 cm、横 cm の面なので、面積は 。メートルに直すと ()。
圧力 Pa()。
検算: N で、はじめの力と一致する。