外出自粛中でも楽しく過ごす!QAまとめ>>

以下の問題(3)と(4)の考え方がわかりません。
中学1年生でもわかるような回答でお願いいたします。


軽いばね①と②がある。図1は、ばねの伸び(または縮み)と、ばねがもどろうとして生じる弾性の力との関係を示している。 
図2のようにばね①、②とおもりA、Bをつないで、床の上の置いたところ、ばね②はもとの長さから3.0cm縮んで、おもりAにはたらく重力とばね②の弾性の力がつり合って静止した。このときのばね①の一端Pの位置を、Pの最初の位置とする。 
以下の問いに答えなさい。 

(1)おもりAの重さは何Nか。→答え 0.6 N 
(2)Pをゆっくりと6.0cm持ち上げると、おもりAは2.0cm持ち上がった。ばね②がおもりAにおよぼす力の大きさは何Nか。→答え 0.2 N 

(3)さらにPをゆっくりと持ち上げると、おもりBは床から1.0cm持ち上がった。このとき、Pを持ち上げている力の大きさは0.8 Nであった。おもりBの重さは何Nか。 
(4)(3)のとき、Pは最初の位置から何cm持ち上げられたか。

「中学理科のばねの問題です」の質問画像

A 回答 (3件)

(3)P を持ち上げている力が 0.8 N で、おもりAの押し下げる力が(1)で求めた 0.6 N なので、おもりBの押し下げる力は残りの


  0.8 - 0.6 = 0.2 (N)
ということになりますね。

(4)これはよく考えましょうね。
 まず、ばね②はおもりBしかぶら下げていません。つまり、0.2 (N) の力しか働いていないということです。これは、仮におもりAを手で持ったとしても、ばね②の長さは変わらないことからもわかります。
 ということで、ばね②の「伸び」はグラフより 1.0 cm。

 次にばね①です。ばね①には、P を上向きに持ち上げている力 0.8 N が働いています。ばね②がおもりBの力で伸びているのに? そんなのです。ばね②が伸びていようが、伸びないロープでぶらさげようが、おもりBの重さもばね①にかかります。
 ということで、ばね①の「伸び」はグラフより 8.0 cm。

 従って、P の高さは、ばね①と②の自然長を基準にして
  おもりBの高さ:1cm + ばね②の伸び:1cm + ばね①の伸び:8cm = 10 cm

 最初のP の高さは、ばね①と②の自然長を基準にして
  おもりBの高さ:0cm - ばね②の縮み:3cm + ばね①の伸び:0cm = -3 cm

 従って、最初の位置から P を持ち上げた距離は
  10 - (-3) = 13 (cm)
    • good
    • 2
この回答へのお礼

わかりやすい解説、ありがとうございました。

お礼日時:2017/01/10 22:08

ミス


>0.2 N/cm x 1 cm = 0.2 cm

0.2 N/cm x 1 cm = 0.2 N
    • good
    • 0

(1) ばね②の縮みが3cm、グラフからばね②は


1 cmあたりの弾性力は0.2 N だから

0.2 N/cm x 3 cm = 0.6 N

(2) ばね②の縮みは 3 cm から 1 cm に減ったので

0.2 N/cm x 1 cm = 0.2 cm

(3) おもりAとBの重さの和は 0.8 N
おもりAの重さは 0.6 N だから おもりBの重さは
0.8 N - 0.6 N = 0.2 N

(4)

ばね①の延びは、1 cmあたりの弾性力は0.1 N
ばね②にかかる力はおもりAとBの重さの和 0.8 N だから

ばね①の延び= 0.8 N ÷ 0.1 N/cm = 8 cm

ばね②の延びはおもりBの重さが 0.2 N なので

ばね②の延び= 0.2 N ÷ 0.2 N/cm = 1 cm

Pを持ち上げる前、ぱね②が 3 cm 縮んでいたこと
おもりBが 1 cm 持ち上がったことを考慮すると
Pの持ち上がった距離は

8 cm + 1 cm + 3 cm + 1 cm = 13 cm
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2017/01/10 22:09

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q中学理科 「ばね」の問題です

「あるばねに30Nのおもりをつりさげたら11.5cmになり、50Nのおもりを下げたら12.5cmになった。80Nのおもりを下げたら何cmになると考えられるか。80Nのおもりを下げた後もばねが伸びきることはないこととする。」この問題の解答と解説をお願いします。僕は中学生で、全く解き方が分からないので、詳しい解説をよろしくお願いします。

Aベストアンサー

ばねには何もおもりをつり下げないときにも長さがあります。
おもりをつり下げた際には、おもりの重さに比例して伸びます
今回最初の長さはわかっていませんので、差を使って長さを求めます

50Nのおもりだと12.5cm、30Nのおもりだと11.5cmであるので、
50N-30N=12.5-11.5
20N=1
N=0.05
1N辺り0.05cmの伸びとなります

80Nは50Nより30N重いので、30N分だけ50N(12.5cm)から伸びます
80N=12.5+30N
80N=12.5+30*0.05
80N=12.5+1.5
80N=14(cm) //

Q中学3の理科(ばねの問題)

中学3の理科(ばねの問題)

ばねを両側から1Nの力で引張ったときの説明です。
(実際は,ばねを横に寝せて100gの物体を、左右からぶら下げるという問題の説明の一部です。)

参考書による説明だとばねを両側から1Nの力で引張ると、『バネを引っ張る力は1Nであって,1+1=2Nではない。』また、『バネの弾性力も,1Nであって,1+1=2Nではない。』となっています。
力のつり合いによる静止は理解できても1Nが頭に入ってきません。

説明お願いします。

Aベストアンサー

私の説明が分かりやすいかはわかりませんが、参考までに。

まず、引っ張るとはなんでしょ?

バネの弾性力を考えるときに、バネの重さや机との摩擦力は考えられていませんよね。

現実であるケースだと、重さのないバネはあり得ないし、重さのあるバネを摩擦のある机の上に置くわけですから、バネの片方を引っ張ってバネを動かそうとすると、摩擦力が働きます。

バネを人間(あなた)に置き換えてみると、重さもあれば、地面と足の裏で摩擦があります。

両腕を一直線に広げたところをイメージしてください。片方の手を引っ張られたらあたなは引っ張られたとわかりますね。
力が強ければあなたは倒れたり動いたりします。
そこで、あなたの重さがなかったり、地面との摩擦がない時にあなたの片手を引っ張られたとしたら、引っ張られた力は感じないと思いませんか?

バネの弾性力だけの話をしているので、問題はこの状態なんです。

あなたの両腕を反対方向に引っ張られたとしたら、引っ張られたとわかりますね。

バネが弾性力を持つには両端に反対方向の力が加わる事が前提なんです。

だから、バネの片方を固定すれば固定した側にも引っ張る力が働くわけです。

どちらも固定されていなければ、両方に同じ力で引っ張るとバネが伸びます。

どちらも引っ張って、片方の力が強ければバネは移動します。

と言うところで、イメージ出来ると良いですね。

大体、前提となる条件についての説明がないから分かりづらいんですよね。
内容を簡単にするために、現実とはかけ離れた理想的な状態の話をしているんだなと、現実と何が違うのかを考えるとわかると思います。

私の説明が分かりやすいかはわかりませんが、参考までに。

まず、引っ張るとはなんでしょ?

バネの弾性力を考えるときに、バネの重さや机との摩擦力は考えられていませんよね。

現実であるケースだと、重さのないバネはあり得ないし、重さのあるバネを摩擦のある机の上に置くわけですから、バネの片方を引っ張ってバネを動かそうとすると、摩擦力が働きます。

バネを人間(あなた)に置き換えてみると、重さもあれば、地面と足の裏で摩擦があります。

両腕を一直線に広げたところをイメージしてくだ...続きを読む

Q中学受験理科ばねの問題です。

中学受験理科ばねの問題です。

次の問題の回答を読んでもどんな状態なのか想像できません。理解できません。教えてください。
なぜ〔2〕の問題でAとBの重さの比が置く位置の比になるのでしょうか?中学受験の理科ですのでモーメントなどを使わずに説明してください。〔3〕も同様です。

4種類の強さの違うA、B、C、Dのばねがあって、AとD、BとCはそれぞれ力を加えないときの長さが同じです。これらの一方をゆかに固定して、それらの上に板を置き、つねに板がゆかと平行になるように適当な位置に分銅をのせました。ただし、ばねの重さと板の重さは考えないものとします。ばねは板に対して垂直にちぢむものとします。図1のようにA,B,C,Dの4本のばねを等しい間隔に固定して実験をすると、板にのせた分銅の重さとBのばねがちぢんだ長さとの関係は、図2のようになりました。また、図3のようにA・Bだけで同様に実験すると、図4のような結果が得られました。次の問いに答えなさい。


〔1〕の問題文は画像にあります。

回答
A=3g B=4g C=2g D=5g


〔2〕図のようにAとBのばねを使った実験で、Aのばね2cmちぢめるには、AB間の何対何の比に分ける点に分銅をのせればよいですか。もっとも簡単な整数で答えなさい。Aは1cm伸ばすのに3g Bは1cm伸ばすのに4g必要。

回答
AとBの自然長の長さは10cm。これより、Aを2cmちぢめるときBは12cmちぢむ。したがって、Aに6g、Bに48gかかる位置に
分銅を置けばよい。よって8対1。


〔3〕図1のように、A,B、C,Dの4本のばねを使った実験で、Bのばねが20cmちぢんでいるとき、分銅は、AD間を何対何の比に分ける点にのっていますか。もっとも簡単な整数比で答えなさい。


回答
31対29

中学受験理科ばねの問題です。

次の問題の回答を読んでもどんな状態なのか想像できません。理解できません。教えてください。
なぜ〔2〕の問題でAとBの重さの比が置く位置の比になるのでしょうか?中学受験の理科ですのでモーメントなどを使わずに説明してください。〔3〕も同様です。

4種類の強さの違うA、B、C、Dのばねがあって、AとD、BとCはそれぞれ力を加えないときの長さが同じです。これらの一方をゆかに固定して、それらの上に板を置き、つねに板がゆかと平行になるように適当な位置に分銅...続きを読む

Aベストアンサー

こんにちわ。

全体像が見えて、わかりやすくなりました。^^
結構、複雑な問題ですね。
〔1〕だけでもちょっと難しい感じだなと思いました。

さて、〔2〕ですがやはり#1さんが言われているように、「てこ」の考え方を使います。
分銅を置くところが、てこの支点に置き換わります。

ばねはちぢんだ分だけ、押し返そうとする力もはたらきます。
AとBでは押し返す力の大きさがちがうので、その力の大きさに合わせて上から「押さえて」あげないといけません。
(板がななめになってしまいます。)

たとえば、左手をAの真上、右手をBの真上に置いて押してみたと考えてみてください。
Bの方からの押し返す力が大きいと、右手の方を強く押さえないといけませんよね。
この例では左手と右手がかれているので、別々の力をかけて押さえればいいです。

では、これをどこか 1点だけを押して支えるとしたらどうしますか?
ABの真ん中だと、ななめになってしまいそうですね。
こんな想像をしてもらえば、もうちょっとわかりやすいかなあと思います。

Q理科・ばねの問題

図5の状態の時、ばねの伸びは等しくなるのですが
中学生の子に、それを上手く説明することが出来なくて困っています。
良い教え方があれば、是非助けて頂ければと思います。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

参考のURLの問題原文をを読むと「図5のように、ばねAとばねBの端を上下で固定し、間に40gのおもりをとりつけました。はじめ、おもりは手で支えられており、2本のばねは伸びたり縮んだりしていません。(後略)」

「2本のばねは伸びたり縮んだりしていません」と書いてあるので、ちなみに地面から天井までの距離はばね二本の長さと等しい(ボールの大きさを無視した場合)ので、手を離した後、Aが伸びた分=Bが縮んだ分になる。

説明になっていないかな?数学的に表現すると、
1)Aばねの長さ=L1、Bばねの長さ=L2、地面から天井までは L1+L2になる
2)手をはなした後、Aばね x を伸びたとすれば、A は L1+x になる
3)Bばねは 地面から天井まで距離 - A なので、(L1+L2)-(L1+x) = L2-x になる。

※ボールの大きさは無視してますが、考慮しても同じ結果になる。

Qばねの伸び…

めちゃくちゃ基本的な質問です。テストがまじかにせまっているのにもかかわらず、週末になってしまって聞けるひとが回りにいないので質問します。
今年の春から物理をはじめたんですが、今「力」のところで、ばねののびのところをやっています。
それで、ばねの両端におもりをかける場合と、ばねの片方は壁にかけ、片方にはおもりをつける場合…
とりあえず、この伸びが一緒になるわけが分かりません。学校では、壁の作用反作用などといっていたのですが…「この力はこれとつりあうから」などと説明していただけるとありがたいです!もちろん普通に答えてもらってもかまいません。よろしくおねがいします!!

Aベストアンサー

片方のばねのはしっこを基準に考えましょう。

壁の場合も、おもりの場合も、
片側を固定されて、もう片方に引っ張られているのと同じです。


http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/chikara5.html

参考URL:http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/bane.html

Q中学入試のバネの問題を教えてください。

中学入試のために息子につきっきりで中学入試対策の模試の過去問を解いています。

そこで過去の問題でどうしても教えることができない問題があります。


問題
図のように長さ30センチ、重さ30グラムの均一の棒をつないでその棒のどこかに60グラムのおもりをつりさげるとばねAとばねBは同じ長さになりました。おもりの釣り下げたい位置は棒の左端から何センチのところですか。ばねAの自然の長さは18センチで5グラムにつき1センチ伸び、ばねBの自然の長さも18センチで10グラムにつき1センチ伸びるものとする。但し、ばねの重さは考えない。


答えは22.5センチになります。長さの比が3:1になるわけです。
自分も「方程式」を使えば解けるのですが、何分中学入試ですので、小学生相手に方程式を使って教えることはできません。また、過去の模試の問題ですので解説がついていません。

方程式を使わずに、小学6年生相手にどう教えればよいでしょうか。
本当に悩んでいます。ご指導の程をよろしくお願いします。

Aベストアンサー

ばねAがばねBの2倍伸びるということを踏まえ、ばねA,Bにかかる重さをx,yグラムとすると

2x = y
x + y = 90

という連立方程式が得られますね。これを鶴亀算として教える、というのはいかがでしょう?


例えば、

(0. ばねの自然の長さは同じなので、伸びが同じになる条件を求めればよい)

1. 棒とおもりの重さの合計 90 g が全てばねAにかかったとすると、
ばねAの伸び: 18 cm
ばねBの伸び: 0 cm
伸びの差: 18 cm

2. ここから 10 g だけばねBへ重さを移すと
ばねAの伸び: 16 cm
ばねBの伸び: 1 cm
伸びの差: 15 cm

3. 10 g 移すごとに伸びの差は 3 cm 小さくなるので、ばねの伸びが等しくなるのは 18÷3×10 = 60 g だけばねAからばねBへ移したとき

4. つまり、それぞれのばねにかかる重さは
ばねA: 90 - 60 = 30 g
ばねB: 0 + 60 = 60 g

・・・ということで、xとyが求められます。


ここからは、棒の分である各15gを差し引いて、残りが重りの寄与は15gと45gと求まります。したがって、長さの比が3:1になることが求められる、というのはいかがでしょう?

ばねAがばねBの2倍伸びるということを踏まえ、ばねA,Bにかかる重さをx,yグラムとすると

2x = y
x + y = 90

という連立方程式が得られますね。これを鶴亀算として教える、というのはいかがでしょう?


例えば、

(0. ばねの自然の長さは同じなので、伸びが同じになる条件を求めればよい)

1. 棒とおもりの重さの合計 90 g が全てばねAにかかったとすると、
ばねAの伸び: 18 cm
ばねBの伸び: 0 cm
伸びの差: 18 cm

2. ここから 10 g だけばねBへ重さを移すと
ばねAの伸び: 16 cm
ばねBの伸び...続きを読む

Q物体が受ける重力の反作用は 垂直抗力ではないんですよね? 垂直抗力は物体が机を押す力の反作用だと調べ

物体が受ける重力の反作用は
垂直抗力ではないんですよね?

垂直抗力は物体が机を押す力の反作用だと調べて知りました。

でも、学校では
重力の反作用は垂直抗力だし、
物体が机を押す力(作用)の反作用も
垂直抗力だと習いました。

なぜ、正解を教えてくれないのですか?


プラス、学校では
作用と反対向きにはたらく力の名前のように教えられ、
「重力の反作用…」などという、
「ある力」と逆にはたらく全ての力が反作用という習い方ではなく

いかにも"反作用は作用の時にしか使えない言葉”のような教え方でした。


どういうことでしょうか?
学校の方が合っているのか、私がネットで調べた事があっているのか分かりません。

教えてください。

Aベストアンサー

作用反作用の関係は、それをおよぼしあう2つの物体が何か、
はっきりさせる必要があります。
その意味でいえば、
物体が受ける重力は地球の引力なので
物体が受ける重力の反作用は、物体が地球におよぼしかえす力です。
つまり地球も物体から引力を受けているのです。

このことをのぞけば、学校の言ってることが合っています。


人気Q&Aランキング