中学受験理科「ばねと力のつり合い」水平なばねのつり合い

ばねと力のつり合いに関する問題です。入試問題でよく見かける水平なばねに関する内容になっています。

「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。

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。