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身のまわりの物質の問題

難易度 1教科書の例題レベル中学理科 身のまわりの物質

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

この問題を解けるようになるまで(2 技能)
算数中学高校大学大学院

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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)
  1. 実験器具の使い方と安全
  2. メスシリンダーによる体積の測定

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: 。

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