体積と重さのグラフ

一般小学生

まとめ

体積重さのグラフ
物質の体積と質量比例関係を座標平面上に表し、その傾きによって密度の違いを視覚化した図

解説

物質の質量(重さ)はその体積に比例します。この関係を、横軸に体積、縦軸に質量をとってグラフに表すと、原点を通る直線になります。この直線の傾きは「単位体積あたりの質量」、すなわち「密度」を表しており、傾きが急であるほどその物質の密度が大きいことを示します。

また、このグラフは浮力の計算にも応用されます。物体を液体に入れた際、物体が受ける浮力は、物体が押しのけた液体の重さに等しくなります。液体の密度が異なれば、同じ体積の物体を沈めても受ける浮力や、物体が浮く際の液面下の体積が変わります。以下の表は、同じ物体を異なる液体に入れた際の特徴を比較したものです。

液体の種類 密度の大小 力の大きさ 液面下の体積
食塩水 大きい 大きい 小さい
標準 標準 標準
小さい 小さい 大きい
コラム

グラフから物質を特定する場合、特定の体積における質量を読み取り、質量÷体積の計算によって密度を求めます。例えば、アルミニウム(約2.7g/cm³)と鉄(約7.9g/cm³)では、同じ10cm³でも質量が大きく異なるため、グラフ上の直線の傾きで容易に区別が可能です。また、浮力の計算では「液体の密度 × 沈んでいる部分の体積」という関係性をグラフと照らし合わせて考えることが重要です。

小学生のみなさんへ

同じ大きさのものでも、鉄とプラスチックでは重さがちがうよね。これをグラフに書くと、角っこの「0」から始まるまっすぐな線になるんだ。線の坂道が急になっているものほど、中身がギュッとつまった重い物だということがわかるよ。重さと大きさが比例(ひれい)していることを表す大切なグラフなんだよ。

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