圧力・パスカル（Pa）・水圧・大気圧・浮力の用語を答えられ、水圧が深さによって決まり容器の形や底面積によらないこと、浮力が水中にある部分の体積によって決まり深さや物体の質量・向きによらないこと、浮いて静止している物体では浮力と重力がつり合っていることについて正しい文を選べる
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同じ大きさの力でも、それを受ける面積がちがうと、ものへのはたらき方（へこみ方など）が変わります。この技能では、面を垂直に押す力のはたらきを表す圧力と、その単位パスカル（Pa）、水の重さによる水圧、空気の重さによる大気圧、水中の物体が受ける上向きの力である浮力という用語を答えられるようにします。そして、水圧や浮力が何によって決まり何によらないか、浮いて静止している物体で力がどうつり合っているかについて、正しい文を選べるようにします。
圧力は、面を垂直に押す力を、その力を受ける面積で割ったもの、つまり「 あたりに面を垂直に押す力」です。 単位はパスカル（記号 Pa）で、 です。同じ力でも面積が小さいほど圧力は大きくなります。
水中の物体や容器の面は、水の重さによって生じる圧力を受けます。これが水圧です。ゴム膜をはった筒や、穴をあけた容器を使った実験から、水圧について次のことが確かめられています。水圧は深さが深いほど大きくなります。そして水圧は深さによって決まり、同じ深さなら、上・下・横のどの向きからも同じ大きさで、面に垂直にはたらきます。また、同じ深さなら容器の形や底面積がちがっても水圧は同じです。同じように、地球をとり巻く空気の重さによって生じる圧力が大気圧で、あらゆる向きからはたらき、標高が高い所ほど上にある空気が少ないので小さくなります。
水中の物体には、まわりから水圧がはたらきます。横向きの水圧は左右で打ち消し合いますが、物体の下の面は上の面より深いので、下から押す力の方が大きくなります。この差が上向きの力、浮力です。上下の深さの差による力なので、物体全体が水中に入っていれば、それより深く沈めても浮力は変わらず、浮力の大きさは水中にある部分の体積で決まります。物体の質量や向きには関係しません。水に浮いて静止している物体では、「浮力」と「物体にはたらく重力」が同じ物体にはたらき、同じ大きさ・反対向き・同一直線上なので、この 2 力はつり合っています。
問題文が何について聞いているかを見分ける（面を押す力のはたらき 圧力、水の重さによる圧力 水圧、空気の重さによる圧力 大気圧、水中で上向きにはたらく力 浮力）。
圧力の場面では、 から「同じ力なら面積が小さいほど圧力が大きい」と判断する。
水圧の場面では、水圧は深さによって決まり、深いほど大きいこと、同じ深さならどの向きからも同じ大きさで、容器の形や底面積によらないことを当てはめる。
浮力の場面では、水中にある部分の体積で決まり、全体が沈んだあとは深さ・質量・向きによらないことを当てはめる。
浮いて静止している物体では、浮力と重力がつり合っている（同じ大きさ）ことを使う。
選択肢の文を一つずつ、上の事実と照らして正誤を判断し、答える。
水中にある物体にはたらく浮力について述べた文として、最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
ア 物体全体が水中にあるとき、物体を深く沈めるほど浮力は大きくなる。
イ 体積が同じ物体なら、全体が水中にあるとき、質量が大きい物体ほど浮力は大きくなる。
ウ 物体全体が水中にあるとき、物体の向きを変えても浮力の大きさは変わらない。
エ 水に浮いて静止している物体では、浮力は物体にはたらく重力より大きい。
手順 1: 「水中で物体にはたらく上向きの力」について聞いているので、浮力の問題である。
手順 4: 浮力は水中にある部分の体積で決まる。全体が水中にあれば、深さを変えても（ア）、質量がちがっても（イ）浮力は変わらないので、アとイは誤り。向きを変えても水中にある部分の体積は変わらないので、ウは正しい。
手順 5: 浮いて静止している物体では、浮力と重力はつり合っていて同じ大きさなので、エは誤り。
手順 6: よって答えはウである。
答え: ウ
水圧は容器の底面積が大きいほど（水の量が多いほど）大きいとしてしまう誤り。正しくは、水圧は深さによって決まり、同じ深さなら容器の形や底面積に関係なく等しい。
深く沈めるほど浮力が大きくなるとしてしまう誤り。正しくは、水圧そのものは深いほど大きいが、浮力は物体の下の面と上の面にはたらく水圧の差によるので、全体が水中にあれば深さによらず、水中にある部分の体積で決まる。
浮いている物体では浮力の方が重力より大きいとしてしまう誤り。正しくは、浮いて静止している物体では で、2 力はつり合っている。
圧力は力が大きければ必ず大きいとしてしまう誤り。正しくは なので、同じ力でも面積が大きいと圧力は小さくなる。単位は Pa（）で、力の単位 N とは別の量である。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
水中の物体にはたらく水圧と浮力について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、物体は変形しないものとし、液体はすべて水とする。
浮力の性質を調べるため、次の 3 つの円柱形の物体 A〜C を用意した。
それぞれの物体をばねばかりにつるし、空気中、物体の体積の半分だけを水に入れたとき、物体全体を水に入れて上面が水面のすぐ下にあるとき、物体全体を水に入れてさらに深く沈めたとき、の 4 つの場合について、ばねばかりの示す値を調べた。物体は水槽の底や側面にはふれさせず、静止させてから値を読んだ。結果は次の表のようになった。
| 物体 | 空気中 | 体積の半分を水に入れたとき | 全体を水に入れたとき（浅い位置） | 全体を水に入れたとき（深い位置） |
|---|---|---|---|---|
| A | 0.54 N | 0.44 N | 0.34 N | 0.34 N |
| B | 1.58 N | 1.48 N | 1.38 N | 1.38 N |
| C | 1.08 N | 0.88 N | 0.68 N | 0.68 N |
この実験の結果からわかる、水中の物体にはたらく浮力の性質として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。
ふもとの売店で買った、空気が入った状態で密閉されているスナック菓子の袋を持って山に登ったところ、山頂では袋が買ったときよりも大きくふくらんでいた。袋に穴はあいておらず、ふもとと山頂の気温は同じであったものとする。
次の文は、このことについて述べたものである。
袋の外側の空気は、袋の表面のどの部分にも、その面に（ a ）な向きに力を加えている。山頂では、ふもとに比べて上にある空気の層が薄いため大気圧が（ b ）なり、袋の中の空気が内側から袋を押すはたらきの方が上回るようになったため、袋がふくらんだ。
文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 平行 | 大きく |
| イ | 垂直 | 大きく |
| ウ | 垂直 | 小さく |
| エ | 平行 | 小さく |