水の上に氷が浮かんでいる。
水の密度をρ1=1.000(g/cm^3)、
氷の密度をρ2=0.917(g/cm^3)とするとき、
水から浮いている氷の体積の割合はどうなるか。という問題なのですが、ρ1ρ2以外に文字は出てこないのですが、これだけで求まるのでしょうか?氷の質量m(g)や重力加速度g (m/s^2)等は考慮しなくてよいのでしょうか? 詳しい説明よろしくお願いします。
割合を求めるのですから、体積Vは自分で定義してやれば問題ありません。重力加速度は必要ありません。あえて言うなら密度の値を決めるのに使用されています。
今回の問題であれば、浮力と重力の釣り合いが取れればいいので、v = v1(水中) + v2(空中)、p1 v1 = p2 p2の(pはρの意)連立方程式を解いてやって、最終的にv2/vを求めれば答えが出る…と思います。
URLはダミーです
氷の沈んでいる部分の体積をA[cm^3]、浮いている部分の体積をB[cm^3]とします
すると浮力は (ρ1-ρ2)A となります
この浮力と浮いている部分の重さ ρ2xBがつりあっているわけですから
(ρ1-ρ2)A =ρ2 x Bとなります
氷の質量は (A+B)ρ2ですが、求めるのは
B:(A+B)ですから
A=B ρ2/(ρ1-ρ2)
より
B:(A+B)=B :B ρ1/(ρ1-ρ2)
つまり 1:ρ1/(ρ1-ρ2)
ρ1-ρ2: ρ1が回答になります
0.083(答え 8.3 %)
重力加速度は ρ1 、ρ2にそのままかかるので2倍になれば 重さは ρ1もρ2も2倍になり相殺されます、もちろん、質量は重力加速度が増えても変わらないんですけどね
詳しい説明ありがとうございます。もう少し次の回答を見てみます。
http://www.hatena.ne.jp/1130492243#
人力検索はてな - この物理の問題を教えて下さい。 水の上に氷が浮かんでいる。 水の密度をρ1=1.000(g/cm^3)、 氷の密度をρ2=0.917(g/cm^3)とするとき、 水から浮いている氷の体積の割合は..
水に入っている氷の体積をx(cm3)としましょう。この体積の水の重さは、
x・ρ1 g
です。この重さと氷の塊全ての重さが等しいと、氷は浮いているので、氷の塊の体積を求めると、
(x・ρ1)/ρ2 (cm3)
これと、x(cm3)との比率になるので、xがなくなって、
ρ1:ρ2
が沈んでいる部分の比率になります。
したがって、
ρ1:(1-ρ2)
が浮いている部分の比率になるのですが、いかがでしょうか。
早速の回答ありがとうございます。
最後の文のρ1:(1-ρ2)は
ρ1:ρ1-ρ2ですよね?
自分で納得できました。どうもありがとうございます。
早速の回答ありがとうございます。