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力のはたらき

光の反射・屈折と凸レンズ、音の性質、力のはたらきとばねののびを、実験の結果から規則性として見いだす。

このLessonでできるようになること

  • 力のはたらきと、力を矢印で表す方法を説明できる
  • 重さと質量のちがいを説明できる
  • ばねののびが力に比例することを使って計算できる

前に習ったこと

問題を読み込んでいます…

基本を理解する

力のはたらきと表し方

力には、次のはたらきがあります。

  • 物体の形を変える(ばねがのびる、ボールがへこむ)
  • 物体の動きを変える(止まっているものが動き出す、速さや向きが変わる)
  • 物体を支える(机が本を支える)

力は、作用点・向き・大きさの3つで決まり、矢印で表します。

力の表し方 床の上の物体を、右向きに3 Nの力でおす。力は矢印で表し、矢印の始点が作用点、向きが力の向き、長さが力の大きさ(1目もり=1 N)。 作用点 力の向き(右向き) 長さ = 力の大きさ(3 N) 1目もり = 1 N
矢印の始点が作用点、向きが力の向き、長さが力の大きさ

重さと質量

量 意味 単位 はかり方 月面では
重さ 物体にはたらく重力の大きさ N(ニュートン) ばねばかり 地球の約 1/6
質量 物体そのものの量 g・kg 上皿てんびん 変わらない

中学校では、質量 100 g の物体にはたらく重力の大きさを約 1 N とします。

ばねののび

ばねののびは、ばねを引く力の大きさに比例します(フックの法則)。グラフは原点を通る直線になります。

ばねを引く力とばねののび 1 Nで2 cmのびるばね。力0、1、2、3、4、5 Nに対して、のびは0、2、4、6、8、10 cm。グラフは原点を通る直線。 1 2 3 4 5 2 4 6 8 10 0 ばねを引く力(N) ばねののび(cm)
1 N で 2 cm のびるばね

測定値には誤差があるので、点を結ぶ折れ線ではなく、点の並びに合う直線(または曲線)を引きます。

動かして確かめる

変える条件を一つ決め、結果を予想してから操作しよう。

ばねを引く力とばねののび 1 Nで2 cmのびるばね。力0、1、2、3、4、5 Nに対して、のびは0、2、4、6、8、10 cm。グラフは原点を通る直線。 1 2 3 4 5 2 4 6 8 10 0 ばねを引く力(N) ばねののび(cm)
1 N あたりののびと、つるすおもりの質量を変えると、力・のびの表とグラフが変わる。100 g で約 1 N とする。

例題

比例を使ってのびを求めよう

1 N で 2 cm のびるばねに、質量 350 g のおもりをつるした。ばねは何 cm のびるか。

解き方

350 g → 3.5 N。のびは力に比例するので 2 × 3.5 = 7 cm。

自分でやってみる

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間違えやすいポイント

「ばねの長さが力に比例する」

比例するのは、もとの長さからの「のび」。全体の長さではない。

「月では質量も 1/6 になる」

月で小さくなるのは重さ(重力)。質量は変わらない。

まとめ

確かめること できること
1 力のはたらきと、力を矢印で表す方法を説明できる
2 重さと質量のちがいを説明できる
3 ばねののびが力に比例することを使って計算できる

理解度チェック

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