力のはたらきの問題
縦 、横 、高さ の直方体のれんががあり、その質量は である。このれんがを、縦 、横 の面を下にして水平な床の上に置いた。
質量 の物体にはたらく重力の大きさを とする。このとき、れんがが床におよぼす圧力は何 Pa ですか。
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)
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ヒント
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ヒント 1
圧力は「面を垂直におす力 ÷ 力がはたらく面積」で求めます。Pa で答えるので、面積は で表しましょう。
ヒント 2
れんがが床をおす力は、れんがにはたらく重力と同じ大きさです。 は何 g でしょうか。
ヒント 3
床をおす力は 、床にふれている面積は です。
答えと解説
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解説を読む
圧力は次の式で求められる。
床をおす力
れんがの質量は なので、れんがにはたらく重力は である。れんがは床の上で静止しているので、この重力と同じ大きさ の力で床を垂直におす。
面積
床にふれている面は縦 、横 なので、面積は
圧力
よって、れんがが床におよぼす圧力は である。
別解
れんがの質量は kg g。重力の大きさは N。
床にふれている面(縦 cm、横 cm)の面積は cm²。 m² cm² なので、 cm² m²。
圧力(Pa N/m²) 力 面積 より、 Pa。
検算: Pa m² N で、れんがにはたらく重力と一致する。