容積に関する問題

2025年 洗足学園 第1回 算数4です。

図1のように、1 辺の長さが30 cm の正方形を底面とし、高さが12cm の容器があります。この容器を1辺の長さが10cmの正方形の板を底面に垂直に立てて、図2のように9つのブロックにすき間なく仕切ります。この容器の①のブロックに一定の割合で水を入れていきます。水は、それぞれのブロックの底面から水面までの高さが10cmになると、となり合っている水面の高さが10cm になっていないブロックに同じ割合で流れ込みます。すべてのブロックの水面の高さが10cmになったら水を止めます。水を入れ始めてから2 分で①のブロックの水面の高さが10cm になりました。このとき、次の問いに答えなさい。ただし、水は斜めの位置にあるブロックには流れ込まないものとし、容器や仕切りの板の厚さは考えないものとします。

(1)1つの容器に入る水の量は10×10×10=1000cm3です。
ここに2分で水が入るのだから、1分あたりは1000÷2=500cm3です。
①がいっぱいになると②と④にいくので、500÷2=250
(答え)250cm3

(2)②と④がいっぱいになるのは水が入り始めてから1000÷250=4分後です。
その後④から⑤と⑦へ、②から③と⑤へ水が入っていきますから、
⑤は250÷2×2=毎分250cm3ずつ水が入るので、水が入り始めてから
1000÷250=4分で10cmになりますから、最初からは2+4+4=10分後
(答え)10分後

(3)6分後に⑦に毎分125cm3の水が入り始めますから⑦が満水になるのは
1000÷125=8分後なので、最初からは14分後です。
したがって⑧には14-10=4分先に⑤から水が250÷2=125cm3ずつ入っていくので、4分後には125×4=500cm3水がはいり、水の高さは
500÷(10×10)=5cmです。
その後、⑦からは毎分125cm3ずつ、⑤からも125cm3ずつ入っていくので、7cmになるのは10×10×(7-5)÷(125×2)=0.8分=48秒。
したがって最初からは14分48秒後。
(答え)14分48秒後