身のまわりの物質の問題
100 cm³ 用のメスシリンダーに水を入れ、水平な台の上に置いて、液面のへこんだ部分の下の面を真横から読んだところ、目盛りは 42.0 cm³ であった。
このメスシリンダーに、金属のかたまりを糸でつるして静かに入れ、全体を水中に沈めた。このとき、同じように液面を読んだところ、目盛りは 48.5 cm³ になった。
金属のかたまりの体積は何 cm³ ですか。ただし、金属のかたまりは水にとけたり水を吸ったりせず、糸の体積は考えないものとする。
この問題で使うもの
- メスシリンダーによる体積の測定(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(2 技能)
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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
技能「メスシリンダーによる体積の測定」を使う。水に沈めた固体の体積は、目盛りの変化から求められる。
ヒント 2
固体を全体まで水中に沈めると、固体の体積の分だけ液面が上がる。固体の体積 = 沈めたあとの目盛り − はじめの目盛り。
ヒント 3
はじめの目盛りは 42.0 cm³、沈めたあとの目盛りは 48.5 cm³ である。この 2 つの差を計算する。
答えと解説
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解説を読む
使う技能: メスシリンダーの目盛りを正しく読み、「沈めたあとの目盛り − はじめの目盛り」で固体の体積を求める。
手順 1 目盛りの読み方を確かめる
メスシリンダーは水平な台の上に置き、目の高さを液面と同じにして、液面のへこんだ部分の下の面を読む。問題文の 2 つの値は、どちらもこの読み方で読んだものである。
手順 2 はじめの目盛りと、沈めたあとの目盛りを確認する
- はじめの目盛り(水だけ): 42.0 cm³
- 金属を沈めたあとの目盛り(水+金属): 48.5 cm³
手順 3 増えた分を求める
金属を全体まで水中に沈めると、金属が押しのけた水の分だけ液面が上がる。押しのけた水の体積は金属の体積と等しいので、目盛りの増えた分が金属の体積になる。
よって、金属のかたまりの体積は 6.5 cm³ である。
別解
金属のかたまりの体積は、水中に沈めたときにふえた目盛りの分に等しい。。検算: 。