下の図のように、深さ10ｍの水中において中性浮力の状態で静止している、体積500cm３で質量４kgの重りを吊した空気入り…

正答は (4)。約7Lです。 【手順1：水深10mでの風船の体積を求める】 中性浮力ということは、浮力と重量が釣り合っています。 浮力 ＝ 押しのけた水の重さ ＝ （風船の体積 ＋ 重りの体積）× 1kg/L 重量 ＝ 重りの質量 ＝ 4kg 重りの体積は500cm³ ＝ 0.5L なので、風船の体積を V とすると V ＋ 0.5 ＝ 4 V ＝ 3.5L　（これが水深10mでの体積） 【手順2：水面まで浮上させたときの体積】 水深10mは2気圧、水面は1気圧です。ボイルの法則により圧力が半分になれば体積は2倍になります。 3.5L × 2 ＝ 7L つまずきやすいのは手順1です。浮力を計算するときに重りの体積0.5Lを忘れると V ＝ 4L となり、答えが8Lになってしまいます。重りも水を押しのけている点を見落とさないでください。 浮力の計算の考え方 中性浮力 浮力 ＝ 重量　の状態。浮きも沈みもしない 浮力 押しのけた水の重さ。水1Lにつき約1kg 体積変化 ボイルの法則。深さ10mごとに1気圧増える 水深10m … 2気圧 → 体積は水面の 1/2 水深20m … 3気圧 → 体積は水面の 1/3 出典：アルキメデスの原理とボイルの法則による計算