容器の水-2-2

容器の水-2-2(立教新座中学2009/水の入った容器に沈み切るまで四角柱を入れ続ける)

容器の水-2-2

問題

 問題(立教新座中学2009/水の入った容器に沈み切るまで四角柱を入れ続ける)

図1の四角柱の形をした容器に水が入っています。そこに,図2の四角柱の形をした棒をまっすぐ底がつくまで入れます。棒を1本入れたとき,棒の一部は水面から出ていて,水面の高さは1cm高くなりました。
次の問に答えなさい。

① はじめの水面の高さを求めなさい。

② 棒を何本入れると,入れた棒すべてが完全に水の中に入りますか。もっとも少ない本数を答えなさい。

容器の水-2-2


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4.17

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解答

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図1の四角柱の形をした容器に水が入っています。そこに,図2の四角柱の形をした棒をまっすぐ底がつくまで入れます。棒を1本入れたとき,棒の一部は水面から出ていて,水面の高さは1cm高くなりました。
次の問に答えなさい。

① はじめの水面の高さを求めなさい。

② 棒を何本入れると,入れた棒すべてが完全に水の中に入りますか。もっとも少ない本数を答えなさい。

容器の水-2-2

 


 

容器の水-2-2
棒を入れることにより、緑部分の水が赤部分に移動する。
赤の立体は、底面積が12×10-3×4=108cm2なので体積は108×1=108cm3
よって、緑の立体の高さ(はじめの水面の高さ)=108÷(3×4)=9cm

(答え) 9cm

 


容器の水量は10×12×9=1080cm3
水面の高さが20cmになるのは1080÷20=54より底面積が54cm2のとき。
底面積が54cm2以下になる棒の本数を求める。
(120-54)÷3×4=5.5、よって6本で入れた棒すべてが完全に水の中に入る。

(答え) 6

 

 

hajizo
ではまた~