浮力の問題がわかりません…

質問

理科の勉強をしていて浮力の問題が出てきました。問題は以下のようなものです。
『重さ500ｇの木片が図のように（※図は水の入った水槽に木片が浮かべられ、木片がちょうど半分水の中に浮かんでいる状態です。）半分だけ沈んでいるとき、下の問いに答えなさい』

(1)この木の体積は何立方cmか
(2)この木の比重はいくらか
(3)この木を沈めるには何ｇの力が必要か

答えはそれぞれ(1)1000立方cm、(2)0.5　(3)500ｇ
となっているのですが、これだけの条件でこういった答えをどうやって出せばいいのかわかりません。浮力に関して知識はほとんどありません。解説いただけると幸いです。よろしくお願いします！

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

浮力というのは、液体に浸かっている部分と同じ体積の液体に働く重力と同じ大きさになります。この問題の場合、木片の質量が５００ｇなので、水中に浸かっている部分と同じ体積の水は５００ｇ、体積でいえば５００ｍｌになります。これが木片のちょうど半分ですから、木片の体積は１０００ｍｌです。体積が１０００ｍｌで質量が５００ｇですから、比重は０．５ｇ／ｍｌです。
　この木片を全て水中に沈めると、浮力は１０００ｇの力になります。従ってあと５００ｇの力で押してやる必要があります。

　余談ですが、淡水よりも海水の方が体が浮きやすいのは海水の方が比重が大きく、体と同体積で比べると海水の方が重いため浮力が大きくなるからです。それと、上記では液体と書きましたが気体でも浮力は生じます。ヘリウム風船が空気中で浮かぶのは空気の浮力によるものです。

お礼

理解することができました！詳しい説明ありがとうございました！

回答No.3

copemaru

まず，「水１立方cmが１ｇ」これが大前提です。
その次に「浮力とは，押しのけられた水の体積の分だけ働きます」
だから，
(1)この木の体積は何立方cmか
木片に働く浮力は木片の重さ５００ｇと同じ。５００ｇの水の体積は５００立方cm。これだけ水の中に入っていて，それが木片の体積の半分なので，５００の倍のが木片の体積になります。

(2)この木の比重はいくらか
比重は「重さ÷体積」なので，５００ｇ÷1000立方cm＝０．５

(3)この木を沈めるには何ｇの力が必要か
水の上にはまだ５００立方cm出ているので，これを沈めるためには５００ｇの力で押しこむ。

お礼

理解することができました！詳しい説明ありがとうございました！

回答No.2

Saturn5

(1)水に浮かんでいるということは、
重力＝浮力　になっているからです。
ですから木片の重力である５００ｇ重が浮力でもあります。
また、浮力とは押しのけた液体の重さでもありますので、
押しのけた水は５００ｇ、すなわち５００ｃｍ３です。
沈んでいる体積が５００ｃｍ３なので全体積は１０００ｃｍ３です。

(2)比重＝質量／体積
　　　　＝５００／１０００

(3)浮いている部分の体積＝５００ｃｍ３です。
これを沈めると新たに５００ｇ重の浮力が発生します。

お礼

理解することができました！詳しい説明ありがとうございました！