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大人が意外とわからない算数「10Lの水→何g？」《小学生でもわかる》　”解答には重大な視点の欠如があることを知って読む必要がある”

2023-12-28 12:50:50 | 社会
https://trilltrill.jp/articles/3344016 2023.12.28　TRILLニュース

日常生活の中で、水の重さを量る「リットル」と物の重さを量る「グラム」は頻繁に使われます。
しかし、これらの単位がどのように関連しているかを詳しく理解している人は少ないかもしれません。
この記事では、リットルとグラムの関係を探ってみましょう。

問題

10Lの水の重さは何g？
10Lの水の重さをgで表すと、どうなるでしょうか。
ここでは「リットル」と「グラム」の関係性について考えてみましょう。
答えはわかりましたか？
 
正解は「10,000g（10kg）」です！

解説

この問題を解く鍵は「密度」にあります。
水の密度は1g/cm³とされており、これは、1cm³の水の重さが1gであることを意味します。
そして、1Lは1000cm³に相当します。
したがって、水1Lの重さは1000g、すなわち1kgです。
これは、水の量と重さが直接的な関係にあることを示しています。
この基本的な関係を理解した上で、10Lの水の重さを計算すると、10Lは10,000cm³に相当します。

水の密度が1g/cm³であるため、10Lの水の重さは10,000g、つまり10kgとなるのです。

まとめ

今回の問題では、「10Lの水の重さは10,000g」ということがわかりました。
このように、日常生活で使われる単位の関係を理解することは、さまざまな場面で役立ちます。
ただし、異なる液体では密度が異なるため、この計算は水に限定されるので注意が必要です。
また、水の重さは温度によってわずかに変わることも覚えておきましょう。
文・編集（監修）：SAJIMA
日本国内外の学校、学習塾で数学・理科の講師として幼児から高校生までを指導。現在はフリーランスとして独立し、オンラインを中心に授業を展開している。子供への学習指導だけでなく、大人向けの数学講座も開講し、算数・数学の楽しさを広く伝える活動を行っている。日本数学検定協会認定「数学インストラクター」。

感想；
　この問題は”算数”の問題ではなく、”理科”の問題です。
”算数”の問題としたことで無理があったように思います。
もし、”算数”問題にしたいなら、
「なお、水は4℃で密度は0. 99997g/cm3である」
を付け加える必要があります。

「水の密度が1g/cm³である」
第20回 - 水の凍結防止 その現象も確認｜株式会社八光電機
水の密度は温度で変わるのです。
「水の重さは温度によってわずかに変わることも覚えておきましょう」
密度と重さは違うのです。
「10Lの水の重さは10,000g」
4℃⇒10,000×0. 99997g/cm3 ＝四捨五入すると10.000g
20℃⇒10,000×0.99823＝9,982g
ですので、温度が規定されていない状況下でのこの質問は 、
「10Lの水の重さは10,000g」
は正確でないということです。

ChatGPT
You
10Lの水の重さは何g？
ChatGPT
水の密度は約 1 g/cm31g/cm3 です。この情報を用いて、水の体積 �V と質量 �m の関係式
�=密度×�m=密度×V
を使って計算します。ただし、体積 �V はリットル（L）で与えられているので、1リットルは1000立方センチメートル（1L = 1000 cm33）です。
したがって、質量 �m は次のように計算できます：
�=1 g/cm3×10 L×1000 cm3/Lm=1g/cm3×10L×1000cm3/L
計算を行うと、
�=1 g/cm3×10,000 gm=1g/cm3×10,000g
したがって、10リットルの水の質量は 10,000 g10,000g または 10 kg10kg です。
⇒きちんと”約”を付けています。

Bard
10Lの水の重さは何g？

水の密度は、1g/cm³です。1Lは1,000cm³なので、10Lは10,000cm³となります。したがって、10Lの水の重さは、10,000g、つまり10kgとなります。

答えは、10,000g、または10kgです。

⇒これはChatGPTの方が適切です。

Bardに質問を少し補足しました。

20℃の10Lの水の重さは何g？　小数点５桁まで正確に教えてください

水の密度は、20℃で約0.9982g/cm³です。1Lは1,000cm³なので、10Lは9,982cm³となります。したがって、20℃の10Lの水の重さは、9,982g、つまり9.982kgとなります。

答えは、9,982g、または9.982kgです。

なお、水の密度は温度によって変化します。20℃より低い温度では密度が高くなり、20℃より高い温度では密度が低くなります。

⇒質問する方の知識も求められているようです。

今回は、水の温度は4℃の場合と説明しておくのが適切でした。
そして「水の重さは変わります。温度によってわずかに変わります」も不適切です。
温度によって変わるなら、天秤の上の水（蒸発しないようにして）を赤外線で温めてやれば、温度が変わるという説明になります。
「水の密度は温度によってわずかに変わります。よって同じ体積でも重さは変わります」
と説明が必要でした。
言葉を正しく理解することが必要です。
密度と重さは違うのです。

Bard
密度と重さの違いを教えてください

密度と重さは、どちらも物体の量を表す量ですが、意味は異なります。

密度とは、物体の単位体積あたりの質量のことです。単位は、g/cm³やkg/m³などです。例えば、水の密度は1g/cm³なので、1cm³の水の質量は1gです。

重さとは、物体に働く重力の大きさのことです。単位は、gやNなどです。重さは、物体の質量と重力加速度によって決まります。例えば、地球上で質量が1kgの物体の重さは、重力加速度が9.8m/s²なので、9.8Nです。

密度と重さの違いをまとめると、以下のようになります。

項目　　　　　密度　　　　　　　　　　　　重さ
意味　単位体積あたりの質量物体に働く重力の大きさ
単位　g/cm³、kg/m³など　　　　g、Nなど
決まる要素　物体の質量、体積物体の質量、重力加速度
⇒またこの問題では、重さと質量を同じに使っていることも理解しておく必要があります。
子どもたちに教えるとき、科学に興味を持ってもらえるように教えることが大切です。
この問題を出した後に、実は水は温度によって密度が違うよ。
そしてグラフを示すと、子どもたちは科学に興味を持つのではないでしょうか。

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