中学理科1年 光・音の世界、色々な力の世界 実力テスト3
3、力の働きや圧力について、次の問いに答えて下さい。
(1)図1の矢印は、水平な台の上で静止している物体が、台から2N〈ニュートン〉の力で支えられていることを表しています。この力とつりあっている力は何になりますか?
答え [重力]
(2)(1)の力を図中に矢印で書いて下さい。
・重力は物体の中心から垂直下方に表します。
(3)図1の物体は、約何グラムの物体と考えられますか? 次のア~エから選んでください。
ア 2g 、イ 20g 、ウ 200g 、エ 2000g
答え [ウ]
・垂直抗力が2N〈ニュートン〉なので、重力も2Nと〈ニュートン〉考えられます。2N〈ニュートン〉は約200グラムの物体にかかる重力になります。
(4)台に接している物体の底面の面積が40㎠だとすると、台に働いている圧力は何Pa〈パスカル〉になりますか?
答え [500]Pa〈パスカル〉
・圧力を求める式は、〈面を垂直に押す力〉(N)÷〈力が働く面積〉(?)=〈圧力〉(Pa)
面を垂直に押す力は、垂直抗力が2Nなので重力も2Nと考えられます。
力が働く面積は、40㎠ですが、圧力を出す式は(?)にしますから。40㎠=0.004(?)
2(N)÷0.004(?)=500(Pa)
(5)図2のような脚の4本ある机を、水平な床の上に置きました。この机の1本の脚の底面積は20㎠でした。机に働く重力は2000N〈ニュートン〉でした。机の脚が接している部分の床面が受ける圧力は、何Pa〈パスカル〉になりますか?ただし、机の4本の脚には机の重さが均等にかかり、脚の底面は等しく床に接しているものとします。
答え [2500]Pa(パスカル)
・2000Nの重力が、4本の脚に均等にかかりますから、床面が受ける圧力は、床面にかかる重力÷床面に接している脚の面積。
20(㎠)×4(本)=80(㎠)
まずは、圧力を求めます。圧力を求める式は、
〈面を垂直に押す力〉(N)÷〈力が働く面積〉(?)=〈圧力〉(Pa)
単位は(?)ですから、80(㎠)=0.008(?)になります。
2000(N)÷0.008(?)=2500(Pa)
(6)図2の机で、床にかかる圧力を5分の1にするには、床とそれぞれ4本の脚の間に1辺が何cmの正方形の板を挟めばいいでしょうか?ただし、板は十分に強く、重さは考えないものとします。
答え [10]cm
・圧力と面積の関係は、反比例しますから。圧力が圧力を5分の1ならば面積は5倍になります。床面に接している脚の面積は80(㎠)ですから5倍にすれば圧力が5分の1になります。
20(㎠)×5=100(㎠)
正方形の板ですから、1辺×1辺=正方形の面積ですから、
χ²=100(㎠)
=10cm
一辺の長さが10cmになります。
(7)図2の机を、
図3のように4本の脚が全て乗るようにして、400N〈ニュートン〉の重力が働く厚い板の上に乗せました。この板が接している部分の床面が受ける圧力は、何hPa(ヘクトパスカル)ですか?
答え [8]hPa(ヘクトパスカル)
・求めているのは床面が受ける圧力ですから、
まず机の質量と板の質量を足します。式)2000N+400N=2400N
板の面積が
ここでヘクトパスカルで答えなければいけないのでパスカルからヘクトパスカルにします。
でた答えは800Paで
100PA=1hPAですので、
800PA=8hPAになります。
著:(一受験生)
(8)東京湾の海面上と富士山の頂上で、大気圧を測定しました。大気圧が小さいのは、どちらになりますか?ただし、両地点の大気圧以外の気象の条件は同じであったとします。
答え [富士山の頂上]
・大気圧は標高が高くなるほど小さくなります。
標高とは、平均海面から測った高さの事になります。
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