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Keiryo_tan
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コップの中の水と氷
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
【クイズ】コップの中の水に、氷が水面の上に頭を出した状態で浮かんでいます。この氷が全部融けきると、水位はどうなるでしょうか？水の蒸発はなく、水温は摂氏0度で一定とします。（選択肢は次） pic.twitter.com/e880kghEir
2017-12-10 15:04:24
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- 上がる
- 変わらない
- 下がる
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
【クイズ】図は液体に浮かべて液体の比重や密度をはかる浮秤（ふひょう）です。A・Bの目盛りのつけ方のうち、向きの正しいほうを選んでください！（選択肢は次） pic.twitter.com/lyJvxHlr6U
2017-12-10 15:19:34
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- A
- B
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
たくさんの回答とRTありがとうございます！ 締め切り時間まで少しあるけど答え合わせします。コップの水位は「変わらない」が正解でした。
2017-12-11 21:05:11
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
有名なアルキメデスの原理というのがあります。液体中の物体が受ける浮力は、その物体が押しのけている液体にかかる重力と同じになる、という原理です。
2017-12-11 21:05:41
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
水よりちょっとだけ軽い氷は、一部が水面上に頭を出すようにして浮かびます。「氷山の一角」の語源です。氷には重力と浮力（水没してる部分）がかかり、それが釣り合っていると考えられます。
2017-12-11 21:06:56
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
（1）「氷にかかる重力」と「氷の水没部分にかかる浮力」が釣り合っている （2）「氷の水没部分にかかる浮力」と「押しのけている水にかかる重力」は等しい （3）「氷にかかる重力」と「氷が融けた水にかかる重力」は変わらない
2017-12-11 21:16:11
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
つまり、最初氷が押しのけている水にかかる重力と、氷が融けた水にかかる重力は同じです。氷が融けてできた水も周りの水も同じだから、ちょうど最初の水没部分にすっぽり入る体積分の水になります。
2017-12-11 21:18:02
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
続いて浮秤の問題！正しい目盛りの向きは「B」でした。 重い液体と軽い液体に浮かべたときに、どんな浮かび方（浸かり方）をするか想像してみてください。
2017-12-11 21:40:17
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
重い（密度が大きいの意味）液体にはぷかーっと浮いて、逆に軽い液体には深く浸かります。「A」の目盛りは上が大、「B」の目盛りは下が大。浮かび方と合ってるのは…「B」ですね！
2017-12-11 21:44:27
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
浮秤は、ワインやビールを醸造するときに発酵の進み具合を確認するのに使われます。（なぜそんなことが分かるか理由を考えてみてね）
2017-12-11 21:52:45
計量ちゃん❄️準備中
@Keiryo_tan
最終結果。1問目（水位）は、回答134票で正解率72パーセント。空気の浮力を考えた人もいたかな？あと氷が空気を不純物として含むとか。 2問目（浮秤）は、回答96票で正解率71パーセント。こっちも7割超え、お見事〜。
2017-12-11 22:16:02クイズ作成と解説にあたり参考にさせていただいた文献・ページです。
- 安田正美『1秒って誰が決めるの？—日時計から光格子時計まで』（ちくまプリマー新書）
- 高校物理の教科書（啓林館）
- ロバーバル機構について
- 電車の屋根でもおなじみ！ パンタグラフの動作 (2/2)
- 氷が解けたら水面はどうなる のお話