Question

みみ

中学理科の力の計算の問題です。
全体的に分かりません。
付属の解答も添付してあります。
マーカーで引いた部分が特に分かりません。
どなたか教えてください。よろしくお願いします。

ゴムひもを単独で自然の長さから1 cmのばすのに必要な力は何Nか。 四捨五入して, 整数
入試
【実験1】
自然の長さが22 cmのばねとそれより長いゴムひもを用意
し, おもりにばねとゴムひもとをつけて引っ張る実験をした。
図1
2.4 N
次の文章を読んで, 各問いに答えなさい。 〈洛南高)
【実験II】
テッ
おもり
ばね
KOOO00
ほねばかり
水中
ばねとゴムひもは, それぞれ30 cm のびるまではのびと加
わる力は比例することがわかっている。
まず, 図1のようにつないで, ばねばかりをゆっくり水平に
引っ張るとばねののびが 12 cm になったときおもりが動き
始めた。図2は,そのときのばねののびと引く力の関係を示
したものである。おもりと台の間にはたらく摩擦力の最大力
は68 Nで, ばねとゴムひもが引く力の合力がこれを越える
とおもりが動き出すと考えられる。
考面
【実験I
ゴムひも
Nを
の内
ップ
な間
図2
【実験
80
ば
70
B
60
引 50
カ 40
N 30
20
10
ゴムひもの自然の長さは何cm か。 四捨五入して, 整数
で答えよ。
0
0
4 6 8
2
ばねののび (cm}
(10 12 1
へ
で答えよ。
一
次に,ばねとゴムひものつなぎ方を変えて,ばねばかりをあ
る力で引くと,図3のように, おもりは壁から 50 cmのと
ころに静止していた。
図3
50 cm
ばね
ばねばかり
○0000
0
ゴムひも
図3の状態からばねばかりを右に動かすと, おもりが動き出した。このときばねは何 cmのび
ていたか。四捨五入して, 整数で答えよ。
図3の状態からばねばかりを左に動かすと, おもりが動き出した。このときばねば何Cmv
ていたか。四捨五入して, 小数第一位まで答えよ。

物体にはたらく浮力と体積の関係では,水年の物れ
になったときにおもりが左に動き出す。 よって、
(3) 物体が水に浮かんで静止しているのは, 物体にな
72 +(一 a)= 68 が成り立つ。したがって、、
50 N
って、 ほなり、
もりを右向きに引く力の大きさは,
ウ
のに5N必要なので,ばねののびは
(1) 板には 20 N, 小球には 30 N の重力がはたらいてい
るので、床が板から受ける力は, 20 + 30= 50(N)
である。
「解説 マ
(cm) である。
3運動とエネ
|2(1) 0.7N
地球上にあるすべての物体には, 地球の中心に向か
って重力がはたらいている。重力の大きさの単位は
ニュートン(N)で表し, 質量が 100gの物体にはた
らく重力の大きさは, 約1Nである。
(2) 板には、鉛直下向きに板の重力 (20 N), 小球が板を
押すカ(30 N), 鉛直上向きに床の抗力 (50 N)がは
たらいているので, 矢印の向きと長さからウとなる。
イ
(例)浮力と重力の大きさが等しいか。
STEP01 要点き
(4) 3.6 N
II 01
距離
2 03
等速直線
解説
慣性
05
07
等速直
2.4 - 1.7 = 0.7 (N) である。
2 ア,ウ…重力の大きさは水中部分の体積に閉。
3
08
下
10
自由京
12
比例
一定である。
エ…実験I, IIから。, 水中部分の体積が大きく、
と浮力も大きくなることがわかる。
本冊18ページ
STEP03 実戦問題
21 13
距離
15 W
2
32 cm
17
エ
4N
19
位
にはたらく浮力の大きさは, 物体の水中にある
の体積と同じ体積の水にはたらく重力の大きさ。
しい(アルキメデタの原理)。
21
(3) 28 cm
(4) 0.8 cm
B 23
4 25
解説
きにはたらく重力と上向きにはたらく浮カがつ。
ているためである。
(4) 容器の底面から4分の1までを水中に沈めてい。
解説 マ
(1) 図2において, ばねののびが 10 cm のところでグラ
フの傾きが変化していることから,ばねののびが 10
cm を超えるとばねとゴムひも両方の弾性の力がはた
らくことがわかる。よって, ゴムひもの自然の長さは、
22 + 10 = 32(cm) である。
2) 図2から,ばねを10cmのばすのに 50 Nの力が必
要なので, 12 cm のばすためには, 50 × 12 ÷ 10 =
60(N)の力が必要となる。また, 図2から, ばねが
12 cm のびたときのばねとゴムひもが引く力の和は
68 N なので、コゴムひもを 10 cmから 12 cm に2 cm
のばすためには、 68 - 60 =D 8(N) の力がいることに
なる。よって, ゴムひもを1 cmのばすには, 8+2
= 4(N) の力が必要である。
(3) 図3から,ゴムひもは, 50 - 32 = 18(cm) のびてい
ることがわかる。すなわち, おもりには4× 18= 72
(N)の左向きの力がはたらいていることになる。
ここで,おもりが右向きに動き出すのは, ゴムひもが
おもりを左向きに引く力とばねがおもりを右向きに引
く力(x N) の合カが 68 N になったときなので,
(- 72)+ (x)= 68 が成り立つ。 よって, ばねがおも
りを右向きに引くカは, x=68+72=140(N) となる。
ばねを1 cm のばすために必要な力は, (2)より, 50
- 10 = 5(N) なので, ばねののびは, 140 + 5=D 28
(cm)である。
03 等速直
関係を
ように
にはたらく重力は 4.3Nなので, ばねばかりにかか
08 斜面
に沿
力は,4.3 - 0.7 =D 3.6(N) である。
の斜
50t10-54= 1cm i
物に
Em
物
は
12:1
50× 12丁10
+20mDN
10
5
平*
72
こ8
8ohl
500-も
(4) (3)と同様に,ゴムひもがおもりを左向きに引く力とば
ねがおもりを右向きに引く力 (xN) の合力が68N
190

中学 理科 力 応用問題