中性浮力について

質問

今日中性浮力の実験を行ったのですが、やり方は水にピンポン球(砂を入れ重さをいれてある)を入れ、食塩を溶かし、中性浮力にするという実験をやりました。そこで質問ですが、
(1)なぜ食塩を入れるとピンポン球が上がってくるのですか？
(2)ピンポン球が押しのけた水の重さと、ピンポン球の重さを比較せよ、という問題があるのですが、ピンポン球の重さは32gと分かるのですが、ピンポン球が押しのけた水の重さとはどうやって求めたらいいのでしょうか？
教えて下さい、お願いします。

回答No.3

fjnobu · ベストアンサー

水に食塩を溶かすと、水の体積はほとんど変わらないので、溶かした食塩の分だけ比重が大きくなります。ピンポン玉の比重より大きくなると浮き上がってきます。
次に、ピンポン玉が底についていない限り、すなわち浮き上がっていても水の中に入っている分だけ水を押しのけています。中間で浮いているなら押しのけた水の重さとピンポン玉の重さは等しいので、３２ｇとなります。

回答No.4

nagata2017

ピンポン玉がおしのけた水の重さ。
これは中性浮力になったときの　その周りの水ですね。
食塩を混ぜて比重が高くなった水です。
ただの水の場合は　比重は1で　体積と同じです。
1cc=1g
そこが勘違いしやすいだけですね。
中性浮力で釣り合っているときは　その物体の質量と等しい浮力が働いている
つまり32gです。
比重計算は不要だということです。

回答No.2

交通事故撲滅！ ゴルゴ13♂ 便所は綺麗に使いましょう（@asacusa110）

ごめん　間違えました。

だけどピンポン玉の重さが３２ｇって重すぎませんか？たぶん、３.２ｇだと思うのですが、質問には３２ｇと書いてありますので３２ｇで計算をしますよ。

ピンポン玉の体積が分からないのですが、まず、ピンポン玉の比重を求めてから。
３２ｇ　×　ピンポン玉の比重　＝　押しのけた水の重さ　になります。

例えばポンポン玉の直径は４ｃｍです。

ポンポン玉の体積　V　を求めます。ｒ　＝　半径
公式　V　＝　（４/３）　×　π　×　ｒ＾３
V　＝　（４/３）　×　３.１４　×　２　×　２　×　２　＝　３３.４９ｃｍ＾３

ピンポン玉の比重を求めます。
３２ｇ　÷　３３.４９　＝　０.９６

押しのけた水の重さを求めます。
３２ｇ　×　０.９６　＝　３０.７２　となり、

ピンポン球が押しのけた水の重さとは、３０.７２ｇになります。

補足

ピンポン球は中に砂を入れて重さを調整しているから32gとなっています。あと、ここでのピンポン球が押しのけた水の重さというのは、中性浮力になっている時に押しのけた水の重さですか？だとしたら水の量がどんなに増えても押しのけた水の重さは変わらないのですか？

回答No.1

交通事故撲滅！ ゴルゴ13♂ 便所は綺麗に使いましょう（@asacusa110）

こんにちは。

＞(1)なぜ食塩を入れるとピンポン球が上がってくるのですか？

ただの水より食塩水の比重が大きいからです。食塩の濃度が高いと比重はもっと大きくなるのでピンポン玉が上がりやすくなります。

食塩の化学式は、Naｃｌです。
分子量は、Na　＝　22.9
　　　　　Cｌ　＝　35.45なので、
　　　　　　計　22.99　＋　35.45　＝　58.44　になります。

水の化学式は、H2Oです。
分子量は、H　＝　1なので、1　×　2　＝　2
　　　　　O　＝　16です。
　　　　　計　2　＋　16　＝　18

ただの水より、食塩の水溶液の比重が高いことが分かりますね。

＞ピンポン球が押しのけた水の重さと、ピンポン球の重さを比較せよ、という問題があるのですが、ピンポン球の重さは32gと分かるのですが、ピンポン球が押しのけた水の重さとはどうやって求めたらいいのでしょうか？

計算は必要ありません。ただ単に３２ｇの水が押しのけられるのです。

　　　　参考になれば幸いです。

補足

なぜ32gの水が押しのけられるのですか？