2015年4月5日 / 最終更新日時 : 2017年1月28日 桑子 研 科学一般

浮沈子と東大の密接な関係！[解ける！東大物理大問3Ⅲ(2)]

スクリーンショット 2015-04-05 7.44.37

浮沈子を作ったことがありますか？

みなさんは浮沈子を作ったことがありますか？浮沈子って何？という人は、こちらの実験動画を御覧ください。

科学クラブさんがあげていた動画ですが、浮沈子はペットボトルの中にういた魚型の浮きのようなもので、
ペットボトルを強く握って圧力を高めると、浮きが沈み、手をゆるめると、浮きが上昇します。

なぜこのようなことが起こるのか？それが東大の問題として出題されました。

東大物理を解こう！シリーズもそろそろ終盤に入っていきます。
今日はそんな浮沈子の仕組みについての問題、今年の東大の第３問のⅢ(2)に挑戦してみましょう。

東大の問題については、こちらからどうぞ。

こちらの代々木ゼミナールのサイト

ⅰからやりたい方は昨日のこちらの記事をどうぞ。

東大物理の目次へ戻る　第３問Ⅰ(1)(2)、Ⅱ、Ⅲ(1)　Ⅲ(2)　Ⅳ(1)(2)

解答・解説

Ⅲ(2)

容器を固定したまま水面を加圧すると、Pが大きくなります。(1)でもとめた深さをみると、水圧以外の文字に入る数字の大きさは変化しません。そのため、Pが大きくなると全体は小さくなります。つまりこの容器がつりあう深さが今までの位置よりも浅くなります。いままでの場所では力はつり合わなくなってしまいました。

それでは、この容器にはつり合わずにどうなるのでしょうか。Pが大きくなると、同じ深さｈであってもその場所の圧力が大きくなります。

スクリーンショット 2015-04-05 7.36.39

このため気体の体積は小さくなります。体積が小さくなると、その分「そこにあったはずの水」が減りましたので、浮力は小さくなります。重力は変わらないので、この結果固定をはずすと、容器は下へおちていきます。

スクリーンショット 2015-04-05 7.37.07

ρV小ｇ＜ｍｇ

　浮沈子という科学のおもちゃを使って遊んだことがあるのではないでしょうか。浮沈子の実験では手をつかって気体を加圧すると、浮沈子が落ちていきますが、今回の問題と同じような原理で落下をしていきます。

浮沈子の原理については、こちらのサイトを御覧ください。文章で詳しく説明をしてくれていますが、数式で行ったのが今回の実験というわけです。

東大物理の目次へ戻る　第３問Ⅰ(1)(2)、Ⅱ、Ⅲ(1)　Ⅲ(2)　Ⅳ(1)(2)

ニュースレター

・ニュースレターはブログでは載せられない情報を配信しています。

[subscribe2]


テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

１１月のイチオシ実験！

どうして結露は起こるのか？結露を防ぐためには？実験で確かめよう！

書籍のお知らせ

  • 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
    『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
    スクリーンショット 2014-07-05 0.43.51
  • 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

各種SNS（更新情報をお届け！）

【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook　【英語】BlueSky／Threads

Explore

  • 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
  • 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
  • Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
  • 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
  • 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
  • About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
  • お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。

 

カテゴリー
科学一般
科学一般

前の記事

ドラクエ風に東大物理を解いてみよう！第３問Ⅲ(1)
2015年4月4日
科学一般

次の記事

東大物理を解いてみた！第3問の完結編Ⅳ(1)(2)
2015年4月6日