物理の疑問Q＆A〜大学受験物理を学ぶヒント

質量ｍ、体積Vの液体を質量と体積の無視できる細い糸に吊るし，密度ρ（ロー）の
粘性の高い液体中に浸した後，静かに手を放した。

落下中の物体は液体との摩擦などにより速度に比例した抵抗力を受け，その比例定数はｋである。

重力加速度の大きさをｇとする

この液体を十分に大きく、深いビーカーに満たし、秤（はかり）の上に載せた。

糸に吊るした状態で物体をビーカーの液体中に完全に浸し，静かに放した．

物体を浸す前の、液体とビーカーの重さに対する秤の指示値を基準として、下記の
a,b,cの状態における秤の指示値の変化量を求めよ．

指示値の単位は[N]とする。

a　物体を糸に吊るし、液中に完全に浸したとき

b　物体の落下速度が一定速度Vｆ（小さいエフ）になったとき

c　物体がビーカーの底に着き、秤の目盛りが静止した後

b 液体には、浮力の反作用に加え、抵抗力の反作用が加わります。
よって、ρＶｇ＋ｋｖｆだけはかりの指示値が大きくなります。

c 容器のそこに抗力が加わります。抗力の大きさＮは、おもりの力の釣り合いにより、
0=mg-N-ρＶｇ
です。
液体＋容器の力のつりあいは、はかりからの抗力をＦとすると、
0=F-N-Mg-ρＶｇ
です。

よって、Ｆ＝Ｍｇ＋ｍｇ
となり、ｍｇだけ目盛りが大きくなります。

とんでもない質問だと思われそうですが・・・
角度θ（シータ）だけ傾けた板の上に質量ｍの物体があるとき、
ｍｇは重力、ｍｇｃｏｓθ　とｍｇｓｉｎθと分かれますが、このθというのは
板をθだけ傾けたものと同じなのでしょうか？
なんとなく同じなのだ、と思っていたのですが理由を問われると答えられません。
初歩的すぎて申し訳ありませんが、教えてください。よろしくお願いいたします。

図を見る。

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