力のはたらきの問題

底面が 1 辺 $10\mathrm{cm}$ の正方形で、高さが $6\mathrm{cm}$ の直方体の木片（質量 $360\mathrm{g}$）を、じゅうぶんな深さの水が入った水そうに浮かべた。この木片の上面の中央に、密度 $8g/c{\mathrm{m}}^3$ の金属のおもり Y をのせたところ、木片は底面を水平にしたまま沈み、木片の上面がちょうど水面と同じ高さになって静止した。このとき Y は水にふれていなかった。

次に、Y を木片の上からとり、糸で木片の底面の中央につるして、Y 全体が水中にある状態で、木片を水に浮かべた。木片は底面を水平にしたまま静止し、木片の上面は水面より上に出た。

水の密度を $1g/c{\mathrm{m}}^3$ とし、質量 $100\mathrm{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\mathrm{N}$ とする。糸の質量・体積は考えず、木片は水を吸わないものとし、Y は水そうの底にふれないものとする。このとき、木片の上面は水面から何 cm の高さにありますか。

1 辺が $5\mathrm{cm}$ の立方体の物体を糸でつるし、水そうの水の中に、上面と底面が水平になるようにして全体を沈めて静止させた。このとき、物体の上面は水面から $3\mathrm{cm}$ の深さにあった。

水の密度を $1g/c{\mathrm{m}}^3$ とし、質量 $100\mathrm{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\mathrm{N}$ とする。水圧は、その深さより上にある水の重さによって生じるものとし、大気による圧力は考えないものとする。このとき、物体の底面が水からおされる力の大きさは何 N ですか。

縦 $5\mathrm{cm}$、横 $10\mathrm{cm}$、高さ $20\mathrm{cm}$ の直方体のれんががあり、その質量は $2.4\mathrm{kg}$ である。このれんがを、縦 $5\mathrm{cm}$、横 $10\mathrm{cm}$ の面を下にして水平な床の上に置いた。

質量 $100\mathrm{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\mathrm{N}$ 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。

底面が 1 辺 $20\mathrm{cm}$ の正方形の直方体の水そうに水が入っている。底面が 1 辺 $10\mathrm{cm}$ の正方形で高さが $8\mathrm{cm}$ の直方体の木片（質量 $480\mathrm{g}$）の底面の中央に糸の一端をつけ、糸の他端を水そうの底の中央に固定したところ、木片は底面を水平にしたまま、全体が水中に沈んだ状態で静止した。このとき、糸はぴんと張っていた。

その後、糸を切ると、木片は浮き上がり、やがて底面を水平にしたまま水面に浮かんで静止した。

水の密度を $1g/c{\mathrm{m}}^3$ とし、質量 $100\mathrm{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\mathrm{N}$ とする。糸の質量・体積は考えず、木片は水を吸わないものとし、水が水そうからあふれたり、木片が水そうの側面にふれたりすることはないものとする。糸を切る前と比べて、木片が浮かんで静止したあとの水面の高さは何 cm 低くなりましたか。

水そうに水が入っていて、水は静止しています。水面から深さ $30\mathrm{cm}$ の点 P での水圧は何 Pa ですか。ただし、水の密度を $1g/c{\mathrm{m}}^3$、質量 $100\mathrm{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\mathrm{N}$ とし、大気圧は考えないものとします。