図Ⅰのように、目盛りの付いた直方体型の水槽があり、その中に蓋のない2種類の円柱容器ア、イが固定されている。 水槽の高さは40cm、水槽の底面積は1000平方センチメートル、アの高さは20cm、イの高さは30cmである。 この水槽に、蛇口から毎分1000立方センチメートルの水を入れ、水槽の水面の高さを目盛りで読み取ったところ、図Ⅱのように点A〜Dで傾きが変わるグラフになった。 グラフにおいて、水の入れ始めから点Aまでの時間は12分、点Bから点Cまでの時間は9分であった。 このとき円柱容器アとイの底面積の差は何平方センチメートルか。 ただし、水槽と円柱容器の厚さは無視するものとする。また、円柱容器には蓋がないため、円柱容器の高さまで水面がくると、その中に水が入っていく。
ポイントは、一つだけです。次のことを考えて下さい。
底面積×高さ=体積(容積)ですから、この場合、底面積=900÷30=30平方センチメートル。 そう、底面積を知りたけりゃ、入っている水の量を、高さで割ればいいのです。 さて、問題文を見ますと、蛇口から毎分1000立方センチメートルの水を入れたと書いてあります。 点Aまで、12分水を入れたのだから、12000立方センチメートルの水を入れたのです。 その時の水面の高さは20cm。ゆえに、このときの底面積は12000÷20=600平方センチメートルです。 よって、アの底面積+イの底面積=400平方センチメートルです。
点Aから点Bまでが平らになっているのは、その間、蓋のない容器アの中に水が入っていくからですね。 容器アが満水になったのが点B。その後9分水を入れたので、9000立方センチメートルの水が投入され、高さは10㎝上昇。 この時の底面積は、9000÷10=900平方センチメートル。 だから容器イの底面積は100平方センチメートルです。
ということは、容器アの底面積は400-100=300平方センチメートルです。 よって、AとBの底面積の差は300-100=200平方センチメートルで、正解は、肢3です。 ここをポチッとお願いします。→
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底面積×高さ=体積(容積)ですから、この場合、底面積=900÷30=30平方センチメートル。 そう、底面積を知りたけりゃ、入っている水の量を、高さで割ればいいのです。 さて、問題文を見ますと、蛇口から毎分1000立方センチメートルの水を入れたと書いてあります。 点Aまで、12分水を入れたのだから、12000立方センチメートルの水を入れたのです。 その時の水面の高さは20cm。ゆえに、このときの底面積は12000÷20=600平方センチメートルです。 よって、アの底面積+イの底面積=400平方センチメートルです。
点Aから点Bまでが平らになっているのは、その間、蓋のない容器アの中に水が入っていくからですね。 容器アが満水になったのが点B。その後9分水を入れたので、9000立方センチメートルの水が投入され、高さは10㎝上昇。 この時の底面積は、9000÷10=900平方センチメートル。 だから容器イの底面積は100平方センチメートルです。
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