中学受験理科で頻出の「ばねと力のつり合い」は、図を使った問題が多く出題される重要単元です。特に「水平なばねのつり合い」は、左右から引っぱる力の関係やばねののび方を正しく理解することがポイントです。この記事では、ばねにかかる力の計算方法や、力のつり合いを見抜くためのコツを、図や例題を使ってわかりやすく解説。入試で差がつく問題にも対応できる力を身につけましょう！
「水平なばねのつり合い」基本問題
Ｑ：下の図のように、100ｇのおもりをつるすと３cmのびるばねを使って、❶、❷のようにばねを水平にして静止させた。このとき❶、❷のばねののびは、それぞれ何cmになるか。ただし、ばね自体の重さは考えないものとする。
水平なばねの力のつり合い
水平に固定されたばねの問題では、❶と❷が比べられるように出されます。まずは❶から見ていきましょう。
上の図を見てください。どちらもばねの端の一方に100ｇのおもりがつるされており、もう一方の端は天井や壁に固定されています。ばねは、おもりによって100ｇで引っ張られ、天井や壁からも100ｇで引っ張られています。つまり、両方とも同じだということですね。
次は❷を見てみましょう。❶とは違い、ばねの両方の端に100ｇのおもりがつるされています。100ｇのおもりの数が２個になったので、ついうっかり❶よりも２倍のびると考えたくなりますよね。下の図を見てください。
❷もばねの両側が100ｇで引っ張られています。❶との違いは、ばねの端の一方が壁によって引っ張られているか、ばねの両側ともにおもりで引っ張られているかだけの違いです。つまり、❶も❷も全く一緒なのです。
「水平なばねのつり合い」基本問題 解答
Ａ ❶３cm ❷３cm
片方を手で隠してあげると、❶と❷が同じであることが理解できます。
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