「設 問」教科書1年p183-187「水中にはたらく力」の内容に関して答えなさい。ただし、参考ページ(浮沈子で魚釣りゲーム)にリンクしてある2動画を事前に視聴した上で回答すること。
設問1:p187には「浮沈子をつくろう」というポピュラーな工作実験が紹介されている。最初は、浮沈子はペットボトルの上のほうに浮いているが、ぎゅっと握ると下の方に移動して沈んでいく。物体が液体に対して浮いたり沈んだりする場合、その物体の重量(W)と浮力(F)の関係を考える。
(1)浮沈子がペットボトルの上のほうに浮いている状態について、Wと Fの大小関係を数学的に表現しなさい。
(2)ボトルをぎゅっと握ると浮力(F)は小さくなると考えられる。これは科学的にどういうことか、浮力と体積の関係に触れながら50文字以内で説明しなさい。
設問2:古代ギリシアのある王が金の王冠に混ぜ物が含まれているかどうかを調べさせたエピソードで「アルキメデスの原理」がよく知られている。動画では、アルミ板と金貨を用い、はじめはバランスしていたが、水に浸けると金貨の方が深く沈み込むことが観察できた。
(1)金貨はなぜ深く沈み込むのか、密度や体積、浮力に触れながら100文字以内で説明しなさい。
(2)動画の実験では、アルミ板と金貨を用いているが、それらは全く質量が違うものである。全く質量が違っても「ある工夫」によって、ここではアルキメデスの原理の説明が可能な実験になっている。その「ある工夫」とはどのような操作か、50文字以内で説明しなさい。(実際にアルキメデスが行った方法でもある)
◇遠隔授業としての指示:設問1(1)(2)~2(1)(2)の回答をこの下のコメント欄に直接記入しなさい。出席確認機能も兼ねているので、可能な限り各授業時間内に考えをまとめて回答すること。最初に「6/30・氏名」をわかるように記載のこと。(授業開始直後から受付、コメント返信して公開予定。)