Question

りんりん

この問題の(1)の解説の意味がわかりません。
あと、この装置の仕組みと、それぞれのバネにどのような力が働いているのかについても教えてください🙇

■ 47 重さが無視できる軽いばねP, ばねQがある。 自然長(力を加えないとき
の長さ)はともに5.0cmであり、 それぞれのばねの両端に力を加えてのびを調べ
ると,1.0cmのばすのに, ばねP は 0.15N, ばねQは 0.10Nの力を加えればよい
ことがわかった。

次に、中心軸に沿って穴が通った。直径5.0cm, 重さが未知の同じ球を3つ (球A,
1. 球C)用意した。 これらの球A. 球B, 球CとばねP. ばねQ, 重さの無視
できる棒を用いて以下の装置を組み立て,実験1~3を行った。
球Cを棒に通し、棒の一端に固定した。次にばねQ.
B. ばね P. 球Aの順に棒に通し、それぞれのばねの両
端にある球を結び、球Aと球Cの中心間の距離が80.0cm
になるよう球Aを棒に固定した(図1)。 このとき, 球Bは
に沿ってなめらかに移動できる。
実験1
Aを上にして手で持ち、球Cを下端にして装置
全体を鉛直に静止させた(図2)。
実験2 球Bを持って, 球Aを上端, 球Cを下端にして装置
全体を鉛直に静止させた(図3)。
実験3 実験2に引き続き 球C
を水平に置いた台ばかりの上に
のせ装置全体を鉛直に静止させ
た(図4)。
注:図中のばねの長さや台ば
かりの指針は実験の結果
を反映していない。
図2
図3
80.0cm(
IRA
ばねP
10
韓日
ばねQ
BRC
(固定)
台ばかり
水平な机
(1) 実験 1,2の結果について述べた以下の文中の
値を求めなさい。
ONで
実験1の結果, ばねP, ばねQはともに30.0cmずつのび, 球Bは球A,球
Cの中点で静止した。 このことから,球 A, 球B, 球Cの重さは(
あることがわかった。 また, 実験2の結果, ばねPは自然長より ( 2 )cm,
ばねQは自然長より (③)cm のびて装置全体は静止した。
(2)実験3で、ばねP, ばねQの長さを等しくし, 球Bが球A, 球Cの中点で静
止するように調節した。 このとき, 台ばかりの示す値を求めなさい。
にあてはまる適当な数
[□] アドバイス
球A・棒・球Cは固定されているので,これらをまとめて1つの物体X
として考える。 図2~図4では, ばねPから物体Xに下向きの力が、ばねQから物体X
に上向きの力がはたらいている。
|第1章 | 身近な物理現象 カ
29

47 (1) ① 1.5 (2) 12 3 48
解説 |
(1) ① ばねPを30.0cmのばすのに必要な力は,
30.0cm
0.15NX
1.0cm
ばねQを30.0cmのばすのに必要な力は,
30.0cm
0.10NX
1.0cm
なる。
=4.5N
14
(2) 4.5N
=3.0N
図2では,球Bにはたらく重力の分だけ, ばねQにかかる力よりばねP
にかかる力のほうが大きくなるので, 球Bの重さは,
4.5N-3.0N=1.5N
② ③ ばねPののびを xcm, ばねQののびをycm とする。 球A, 棒,
球Cは固定されているので,これを1つの物体Xとして考えると, ばね

力