大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）本試験
問6 (物理基礎（第2問） 問2)

AさんとBさんが浮力に関する探究活動を行っている。後の問いに答えよ。

Aさん：ばねはかりを買ったので、ジャガイモで浮力の実験をしてみよう。
Bさん：ジャガイモは水に沈むので、水より密度は大きいはずだね。
Aさん：密度と浮力の関係を確認しておこう。

Aさん：糸でジャガイモをばねはかりにつるし、水を入れた計量カップに徐々に沈めてみよう。
Bさん：ジャガイモの下端Pの水面からの深さと、ばねはかりの値から、浮力の変化がわかるんじゃないかな？
Aさん：そうだね。Pが水面より上にあるときは深さを負の値とすればいいね。せっかくなので計量カップの下にキッチンはかりを置いて実験してみようよ。

図1のようにAさんとBさんの二人は、水を入れた計量カップとジャガイモを用いて実験を行った。
AさんとBさんは、結果を図2の二つのグラフにまとめて議論している。

次の会話文中の空欄（　ア　）・（　イ　）にはそれぞれ、a〜c、d〜eのうちの数式および値のいずれか一つが入る。入れる数式および値を示す記号の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、糸の質量と体積は無視できるものとする。

Aさん：ジャガイモが計量カップの底についていないとき、ジャガイモにはたらく力について考えてみよう。
Bさん：ジャガイモにはたらく力は浮力と重力と糸の張力だね。
Aさん：浮力の大きさをF、重力の大きさをW、張力の大きさをTとすると、（　ア　）の関係があるね。
Bさん：図2の上のグラフから読み取るとジャガイモ全体が水に沈んだときの浮力の大きさは、約（　イ　）だね。

（　ア　）に入れる数式
a　　F＝T＋W
b　　F＝T−W
c　　F＝W−T

（　イ　）に入れる値
d　　0.1
e　　1.0
f　　1.1