算数


    「大きい容器に小さい容器を沈める問題」

    容器に柱状の物体を沈めたときの水の深さを考える問題はよく出されます。沈める物体が
    容器の場合、中に水が入るので計算が少し複雑になります。しかし何度か類題を解いて慣
    れておけば特に心配はないでしょう。

<問題>

 円柱の形をした容器A、B、Cがあります。Aは底面積60cm2で深さ30cm、Bは底面積
24cm2で深さ15cm、Cは深さ30cmです。最初Aの容器には深さ12cmまで水が入っていまし
たが、そこに空のBの容器を(図1)のようにAの底につくまで沈めていくと、水の一部が
あふれてBの容器に入ってしまいました。

(1) Bの答器に入っている水の深さは何cmですか。


(2) Bの容器に入っていいた水をCの容器に移して、Bの容器をAの容器に沈めていくと
 底面がAの容器の底から2cmのところで(図2)のようにAとCの水面が同じ高さになり
 ました。Cの容器の底面積は何cm2ですか。また、そう答えた理由も書きなさい。















<解答>

(1) 容器Bに入っている水(図の赤い部分)の体積と容器Aで容器Bをのぞいた部分に入
  っている水(図の青い部分)の体積の和は、最初から容器Aに入っていた水の体積と
  と同じです。

  
  最初から容器Aに入っていた水の体積は、

   60cm2×12cm=720cm3

  容器Aで容器Bをのぞいた部分に入っている水の体積を求めると、

   底面積=60cm2−24cm2=36cm2

   深さ=15cm

   体積=36cm2×15cm=540cm3

  これから、容器Bに入っている水の体積は、

   720cm3−540cm3=180cm3

  その深さは、

   180cm3÷24cm2=7.5cm

                                  答 7.5cm


(2) 容器Cに入っている水(図の赤い部分)の体積と容器Aで容器Cをのぞいた部分に入
  っている水(図の青い部分)の体積の和は、最初から容器Aに入っていた水の体積と
  と同じです。また、水面が同じ高さなので水の深さは元と同じ12cmです。

  


   容器Cに入っている水は、

   体積=180cm3

   深さ=12cm−2cm=10cm

  よって、

   底面積=180cm3÷10cm=18cm2
                                  答 18cm2


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