予習シリーズ 小5理科(下)第8回「ばね・浮力・圧力」親子で押さえておきたいポイントまとめ
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小5理科(下)の第8回は「ばね・浮力・圧力」です。ばねで力の大きさを調べ、水中で物体を支える浮力や、面を押す力の集中のしかたを表す圧力を学びます。
3つのテーマに共通するのは、「何を一定にすると、何が比例・反比例するのか」を考えることです。「ばねののびは加える力に比例する」「同じ液体では浮力はおしのけた体積に比例する」「同じ力なら圧力は面積に反比例する」と、条件も一緒に押さえましょう。
計算の前に、ばねでは「のび」と「全長」、浮力では「物体そのものの重さ」と「ばねばかりの示す値」、圧力では「力」と「面積」を区別すると、整理しやすくなります。
単位について:この記事では、質量はg、力の大きさは「g重」で表します。1g重は、質量1gの物体に地上ではたらく重力の大きさです。教材やばねばかりでは、力に対応する目盛りを「g」と表すこともあるため、ばかりの示す値はg表記とします。圧力のg重/cm²は「1cm²あたり何g重の力か」という意味です。特に断りがない限り、水の密度は1g/cm³、空気の浮力や糸・ばね・棒の重さは無視し、物体が静止した状態を考えます。
1 今回の単元、5つの柱
| 分野 | おさえる内容 | 最優先チェック |
|---|---|---|
| ばねの基本 | 弾性、自然長・全長、力とのびの関係 | 比例するのは「のび」であり、全長ではない |
| ばねのつなぎ方 | 直列・並列・組み合わせ、力のつり合い | 各ばねにかかる力を確かめる |
| 浮力 | アルキメデスの原理、ばねばかりの値 | 浮力は、おしのけた液体の重さに等しい |
| 浮くか、しずむか | 平均の密度、浮いている物体のつり合い | 物体全体の密度と液体の密度を比べる |
| 圧力 | 面積と力、水圧、大気圧 | 圧力=面を垂直に押す力÷面積 |
公式だけを覚えるのではなく、「どの物体に、どちら向きの力がはたらくか」を確かめながら進めましょう。
2 単元の全体像:3つのテーマの関係
| テーマ | 使う関係 | 確認する条件 |
|---|---|---|
| ばね | のびは、加える力に比例する | 同じばねを使い、比例関係が成り立つ範囲で考える |
| 浮力 | 浮力は、おしのけた液体の体積に比例する | 液体の密度が同じである |
| 圧力 | 圧力は、面積に反比例する | 面を押す力の大きさが同じである |
「のび=力」「浮力=体積」という等式ではありません。違う種類の量なので、比例する関係として理解しましょう。
3 ばねの基本:弾性とのび
弾性と弾性体
力を加えて形が変わった物体が、力を取り除くと元の形に戻ろうとする性質を弾性(だんせい)といいます。ばねやゴムなど、弾性を示す物体を弾性体と呼びます。閉じこめた気体にも、圧縮すると押し戻す性質があります。
ばねののび方
ばねにおもりをつるすと、コイルの巻きの間隔が広がり、全体がのびます。均一なばねを理想化して考えると、各部分が同じように変形します。ただし、この見た目だけで比例関係が証明できるわけではありません。
ばねののびと加える力が比例する関係を、フックの法則といいます。強く引きすぎると比例しなくなったり、元に戻らなくなったりするため、計算では比例関係が成り立つ範囲を考えます。
| 加える力 | のびの例 |
|---|---|
| 10g重 | 2cm |
| 20g重 | 4cm |
| 30g重 | 6cm |
このばねでは、力が2倍・3倍になると、のびも2倍・3倍になります。
自然長と全長
自然長は、力を加えていないときのばねの長さです。おもりをつるしたときの全長は、自然長にのびを加えた長さです。
全長=自然長+のび
のび=全長−自然長
自然長が10cmで、のびが2cmなら、全長は12cmです。力を2倍にしてのびが4cmになっても、全長は14cmであり、24cmにはなりません。
注意:数値が18cmから26cmに変わったという情報だけでは、それが全長か、のびかは決まりません。表の見出しや問題文を必ず読みましょう。
4 ばねを切るとどうなるか
同じ材質・太さ・巻き方の均一なばねを考えます。自然長20cmのばねAが10g重の力で4cmのびるとき、これを半分に切ったばねBに同じ10g重を加えると、のびは2cmになります。端の金具などの影響は無視します。
| 項目 | ばねA | 半分に切ったばねB |
|---|---|---|
| 自然長 | 20cm | 10cm |
| 同じ10g重でののび | 4cm | 2cm |
| そのときの全長 | 24cm | 12cm |
同じ力を加えるという条件なら、自然長・のび・全長の比はいずれも2:1です。「半分に切れば、どんな力を加えても全長は元の半分」とは考えないようにしましょう。
5 ばねの強さ
ここでいう「強いばね」は、壊れにくいという意味ではなく、同じ長さだけのばすのに、より大きな力が必要なばねという意味です。
| ばね | 10g重でののび | 1cmのばすのに必要な力 |
|---|---|---|
| A | 4cm | 10÷4=2.5g重 |
| B | 2cm | 10÷2=5g重 |
Bのほうが、1cmのばすのに大きな力が必要です。そのため、Bのほうが「のびにくいばね」といえます。
グラフでは、横軸が力、縦軸がのびなら、のびにくいばねほど傾きは小さくなります。軸を逆にすると傾きの大小も逆になるため、「強いばねほど傾きが小さい」とだけ覚えないようにしましょう。
6 つなぎ方① 直列つなぎ
ばねを縦に1本ずつつなぐ方法を直列つなぎといいます。ばね自体の重さを無視すると、どのばねにも同じ大きさの力が伝わります。
1本で120g重を支えたときののびを2cmとします。同じばねを2本直列につなぎ、同じおもりをつるすと、各ばねはそれぞれ2cmのび、のびの合計は4cmです。
| 同じばねの本数 | 各ばねにかかる力 | のびの合計 |
|---|---|---|
| 1本 | 120g重 | 2cm |
| 2本直列 | それぞれ120g重 | 4cm |
| 3本直列 | それぞれ120g重 | 6cm |
ポイント:同じばねに同じおもりをつるすと、直列の「のびの合計」は本数に比例します。全長を求めるときは、自然長の合計も加えます。
7 つなぎ方② 並列つなぎ
同じ自然長・強さのばねを横に並べ、水平な棒などを使って均等におもりを支える場合を考えます。おもりの位置などによって負担が偏らないことが前提です。
120gのおもりを同じばね2本で均等に支えると、各ばねが支える力は60g重です。1本で支えるときの半分の力なので、のびも半分になります。
| 並列の本数 | 各ばねにかかる力 | 1本で支える場合とののびの比較 |
|---|---|---|
| 1本 | 120g重 | 同じ |
| 2本 | 60g重ずつ | 1/2 |
| 3本 | 40g重ずつ | 1/3 |
| 4本 | 30g重ずつ | 1/4 |
並列では、ばねののびを横に足しません。2本がそれぞれ1cmのびたとき、支えている棒が下がる距離も1cmです。
注意:「直列は足し算、並列は割り算」は、同じばねを使うなどの条件がそろったときの覚え方です。違う強さのばねでは、力を等分できるとは限りません。
8 つなぎ方③ 組み合わせとつり合い
並列2本と、直列1本の組み合わせ
天井から同じばね2本を並列に下げ、その下に重さを無視できる水平な棒をつなぎます。棒の中央から、さらに同じばね1本を下げ、その先に120gのおもりをつるす場合を考えます。
下のばねは120g重を支えます。上の2本は合わせて120g重を支えるため、1本あたり60g重です。したがって、下のばねののびは、上のばね1本ののびの2倍になります。
上のばねがそれぞれ1cmのびるなら、下のばねは2cmのびます。おもりが下がる距離は、上の並列部分の1cmと下の2cmを足した3cmです。
「つり合い」と「力がない」は違う
50gのおもりがばねにぶら下がって静止しているとき、おもりには下向きの重力50g重と、上向きのばねの力50g重がはたらいています。この2つがつり合っています。
また、ばねの両端を反対向きに50g重ずつで引いたとき、ばねにかかる張力は50g重です。足して100g重になるわけではありません。
考え方:「何に」はたらく力なのかを決めてから、上向き・下向きの力を比べましょう。組み合わせ問題では、おもりに近い部分から支える力をたどると整理しやすくなります。
9 浮力とは:アルキメデスの原理
浮力は、液体や気体の中にある物体が受ける上向きの力です。水中でばねばかりの値が小さくなるのは、水が物体を上向きに支えるためです。
空気中でいずれも100gを示す物体A・B・Cを、水中に全部入れた例を見てみましょう。物体は水を吸わず、容器の底や壁には触れていないものとします。
| 物体 | 空気中の目盛り | 水中の目盛り | 差に対応する浮力 |
|---|---|---|---|
| A | 100g | 90g | 10g重 |
| B | 100g | 80g | 20g重 |
| C | 100g | 70g | 30g重 |
浮力の大きさは、物体がおしのけた液体や気体の重さに等しいという関係を、アルキメデスの原理といいます。
浮力の求め方
浮力(g重)=液体の密度(g/cm³)×おしのけた液体の体積(cm³)
右辺で求まる液体の質量の数値が、その液体にはたらく重力をg重で表した数値に対応します。水の密度を1g/cm³とすると、10cm³おしのけたときの浮力は10g重です。
「物体全体の体積」ではなく、液体中に入っていて、実際に液体をおしのけている部分の体積を使います。また、液体の種類が変われば、同じ体積でも浮力は変わります。
ポイント:空気中と水中のばねばかりの目盛りの差は、浮力を調べる方法の1つです。「唯一の方法」ではなく、おしのけた水の量から求めることもできます。
10 水中でのばねばかりの値
質量100g、体積10cm³の物体を考えます。空気中では、下向きの重力100g重を、ばねばかりが上向きに100g重で支えます。
全部を水中に入れると、浮力は1×10=10g重です。物体が静止しているので、ばねばかりの力+浮力=物体にはたらく重力となります。
そのため、ばねばかりが支える力は100−10=90g重、目盛りは90gです。
| 物体の状態 | 浮力 | ばねばかりの目盛り |
|---|---|---|
| 空気中 | 無視する | 100g |
| 全体の10cm³が水中 | 10g重 | 90g |
| 体積の半分、5cm³が水中 | 5g重 | 95g |
水中で目盛りが減っても、物体の質量そのものが減ったわけではありません。支える役割を、ばねばかりと水で分け合っています。
11 物体が浮く場合:密度で考える
質量100g、体積120cm³の、水を吸わない物体を水に入れると、一部を水面に出して浮きます。
物体全体の平均の密度は100÷120≒0.83g/cm³です。水の密度1g/cm³より小さいため、水面に浮くことができます。
| 物体の平均の密度 | 水中でのようす |
|---|---|
| 水より小さい | 一部を水面に出して浮く |
| 水より大きい | 支えがなければしずむ |
| 水と等しい | 全体が水中にあるとき、重力と浮力がつり合う |
これは、気泡や表面張力などの影響を無視して考えた関係です。中が空洞の物体では、材料だけの密度ではなく、空洞を含めた物体全体の平均の密度を使います。
浮いて静止しているとき
ほかに支える物がなければ、浮力=物体にはたらく重力です。100gの物体なら、浮力は100g重。それに対応する水の体積は100cm³なので、水中にある体積は100cm³、水面より上に出ている体積は120−100=20cm³です。
注意:浮くかどうかは、質量の大小だけでは決まりません。「水より軽い」と言うときは、同じ体積で比べることが大切です。
12 全体の重さ:ばねばかりと台ばかり
質量100g、体積10cm³の金属球を、台ばかりとは別の支えから、ばねばかりでつるします。台ばかりには、ビーカーと水を合わせて200gの物を載せます。
水はこぼれず、金属球は水を吸わないものとします。金属球を水中に入れても、底や壁には触れさせません。
金属球が全部水中に入ると、浮力は10g重。ばねばかりは90gを示します。一方、水は金属球を上向きに10g重で押すのと同時に、金属球から下向きに10g重で押されます。そのため、台ばかりの目盛りは200+10=210gになります。
| 金属球の状態 | ばねばかり | 台ばかり | 目盛りの合計 |
|---|---|---|---|
| 水に入れる前 | 100g | 200g | 300g |
| 全部水中に入れる | 90g | 210g | 300g |
| 体積の半分だけ水中に入れる | 95g | 205g | 300g |
| 底に置き、糸をゆるめる | 0g | 300g | 300g |
最後の行では、金属球の重さもすべて台ばかり側が支えます。単に底に触れただけで、必ずばねばかりが0gになるわけではありません。糸がゆるみ、ばねばかりが支えなくなった状態です。
ポイント:この装置と条件では、2つのばかりが全体を分けて支えるため、目盛りの合計は300gです。水がこぼれたり、別の物で支えたりする場合まで「いつも合計が同じ」とは考えないようにしましょう。
13 コラム:アルキメデスと王冠
アルキメデスには、王冠が純金かどうかを、体積に注目して調べる方法を思いついたという有名な逸話があります。お風呂でひらめき、「ヘウレーカ(わかったぞ)」と叫んだと伝えられています。細部まで確かな史実と断定するのではなく、考え方を知るための物語として読みましょう。
同じ質量の純金と、金より密度の小さい物質を混ぜた王冠を比べると、後者のほうが体積は大きくなります。全部を水に入れたときにおしのける水の体積や、受ける浮力の違いが、密度を調べる手がかりになります。
「金が少なければ、どんな混ぜ物でも必ず体積が大きい」のではなく、混ぜた物の密度が金より小さいことが、この説明の条件です。
14 圧力とは
同じれんがでも、スポンジに触れる面を変えると、へこみ方が変わります。重さは同じでも、力が集中する面積が異なるためです。
圧力は、単位面積あたりに面を垂直に押す力の大きさです。
圧力(g重/cm²)=面を垂直に押す力(g重)÷面積(cm²)
力をN、面積をm²で表すと、圧力の単位はPa(パスカル)です。1Pa=1N/m²であり、g重/cm²と同じ数値になるわけではありません。この記事の例題では、g重とcm²を使って計算します。
2000gのれんがを置く例
| 下にする面 | 面積 | 圧力 |
|---|---|---|
| A面 | 200cm² | 2000÷200=10g重/cm² |
| B面 | 100cm² | 2000÷100=20g重/cm² |
| C面 | 50cm² | 2000÷50=40g重/cm² |
同じスポンジで比べると、最も面積が小さく、圧力が大きいC面を下にしたときに、最も大きくへこみます。
力が同じなら、圧力は面積に反比例します。一方、面積が同じなら、圧力は力に比例します。どちらを一定にしているかを確認しましょう。
身近な例:画びょうの先や包丁の刃は、触れる面積を小さくすることで、力を集中させています。「圧力が大きい」ことと「全体の力が大きい」ことは区別しましょう。
15 圧力の伝わり方
閉じこめた液体の一部に圧力を加えると、加えた圧力の増加分は、液体の各部分や容器の壁に同じ大きさで伝わります。これがパスカルの原理です。
「深さが違っても、液体中の圧力そのものがどこでも同じ」という意味ではありません。水の重さによって生じる圧力は、深さによって異なります。
大小のピストンをつなぐ例
ゴム管でつないだ大小の注射器に水を入れ、ピストンの高さの違いや摩擦、ピストン自体の重さを無視します。ピストンがつり合うとき、液体に加える圧力は等しいため、力÷面積の値が等しくなります。
| 小さい面積:大きい面積 | 小さい側の力:大きい側の力 |
|---|---|
| 1:9 | 1:9 |
| 1:4 | 1:4 |
例えば面積比が1:9なら、小さい側の10g重と、大きい側の90g重が対応します。圧力が同じでも、面積が大きい側には大きな力がはたらきます。油圧装置も、この関係を利用しています。
第14章との違い:れんがの例は「同じ力で、面積を変える」場合です。ピストンの例は「圧力が等しくなるように、力と面積を対応させる」場合なので、矛盾しません。
16 水圧
深いほど、水による圧力が大きくなる
水による圧力を水圧といいます。同じ密度の静止した水では、深い場所ほど、その上にある水の重さによる圧力が大きくなります。
ペットボトルの側面に、深さの違う同じ大きさの穴を開けると、深い穴ほど水が強い勢いで出ます。水圧は下向きだけでなく、横向きや上向きにもはたらき、同じ深さでは向きによらず同じ大きさです。
深さと水圧の関係
ここでは、水面の圧力に、水の重さによって加わる分を計算します。水の密度を1g/cm³とすると、深さ1cmにつき1g重/cm²ずつ大きくなります。
| 水面からの深さ | 水の重さによって加わる圧力 |
|---|---|
| 1cm | 1g重/cm² |
| 2cm | 2g重/cm² |
| 10m(1000cm) | 1000g重/cm²=1kg重/cm² |
空気に接した水面には大気圧もはたらいています。したがって、水中の圧力全体を考えるときは、大気圧も加えます。「水深が2倍なら全体の圧力も2倍」ではなく、水の重さによって加わる分が2倍です。
筒の下に板を当てる実験
上端が水面より上に出た筒の下端に板を当て、筒の中に水が入らないように水中へ入れると、外側の水が板を上向きに押します。内外の圧力による力の差が板の重さを支えられると、手を離しても板が筒に付いたままになります。おもりを載せても、どんな重さでも支えられるわけではありません。
水圧と浮力のつながり
水中の直方体を考えると、上面より下面のほうが深いため、下面にはたらく水圧が大きくなります。上下の面積が同じなら、下から押す力が上から押す力より大きいため、差し引き上向きの力が残ります。これが浮力です。
浮力は「圧力の差そのもの」ではなく、圧力によって生じる力を全体で差し引いたものです。圧力と力の単位も区別しましょう。
17 大気圧
大気圧とは
地球の周りには、重さのある空気の層があります。大気による圧力を大気圧といいます。空気は上からだけでなく、いろいろな向きから物体を押しています。
1気圧は1013.25hPaで、学習では約1013hPaと表します。これは、1cm²あたり約1kg重の力に相当する圧力です。hPaはヘクトパスカルと読みます。
高度と気圧、沸点の関係
一般に、高い場所ほど上にある空気が少なくなり、気圧は低くなります。ただし、同じ高度でも天候などによって気圧は変わります。
水は、周囲の圧力が低いほど低い温度で沸騰します。1気圧では約100℃ですが、高い山では100℃より低い温度で沸騰します。
そのため、平地と同じようにご飯を炊くと、十分な加熱ができず、しんが残ることがあります。「高い山ではご飯を炊けない」と言い切るのではなく、気圧が低いことで調理条件が変わると理解しましょう。
気圧の差で起きる現象
| 現象 | 考え方 |
|---|---|
| 冷えた弁当箱のふたが開きにくくなる | 密閉状態で中の気圧が下がると、外の大気圧がふたを押す |
| ストローで飲み物を飲める | ストロー内の圧力を下げると、液面を押す外側の大気圧によって飲み物が上がる |
| 山で菓子の袋がふくらむ | 低い場所で密閉した袋を高い場所へ持っていくと、外の気圧が低くなり、内外の圧力差でふくらむ |
ポイント:空気が「吸い上げる」とだけ考えず、内側と外側のどちらの圧力が大きいかを比べましょう。密閉容器を加熱するなどの実験は危険を伴うため、自己判断で行わないでください。
18 コラム:深海と圧力
深海では、浅い海よりも大きな水圧がはたらきます。生物を引き上げるときの圧力や温度の急な変化は、観察や飼育を難しくする要因になります。
海洋研究開発機構(JAMSTEC)が開発した「ディープアクアリウム」は、深海生物を捕獲・飼育するための装置です。耐圧水槽と生命維持装置を使い、温度・圧力・溶存酸素などを調整します。
「深さが増すと水圧が増す」という基本が、生物をすむ環境に近い状態で調べる技術につながっています。実際の海水では密度も関係するため、この記事の淡水の計算値は目安として区別しましょう。
19 基本事項の要点チェック
答えを隠し、計算の理由も説明してみましょう。いずれも、冒頭で示した単位と条件に従います。
問1:ばねの自然長・全長・のび
おもりをつるしたときの全長が、次の表のようになるばねがあります。
| おもりの質量 | 全長 |
|---|---|
| 0g | 18cm |
| 20g | 20cm |
| 40g | 22cm |
| 60g | 24cm |
| 80g | 26cm |
(1)自然長は何cmですか。
(2)同じばね2本を直列につなぎ、80gのおもりをつるします。2本を合わせた全長は何cmですか。
(3)同じばね2本を並列に下げ、軽い水平な棒の両端を支えます。棒の中央に40gのおもりをつるすと、各ばねは何cmのびますか。
→ 答え:(1)18cm。おもり0gのときの全長です。
(2)52cm。80gで各ばねは8cmのびるので、1本の全長は18+8=26cm。2本で52cmです。
(3)2cm。各ばねが20g重ずつを支えるため、のびは2cmです。
問2:浮力とばねばかり
体積10cm³の物体Xをばねばかりにつるすと、空気中で100gを示します。物体は水を吸わず、底や壁には触れないものとします。
(1)全部を水中に入れたとき、ばねばかりは何gを示しますか。
(2)そのときの浮力は何g重ですか。
(3)体積の半分だけ水中に入れたとき、ばねばかりは何gを示しますか。
(4)ばねばかりから外して手を離すと、浮きますか、しずみますか。
→ 答え:(1)90g。(2)10g重。1×10=10です。
(3)95g。浮力が5g重になるためです。
(4)しずみます。密度は100÷10=10g/cm³で、水より大きいためです。
問3:れんがの圧力
1800gのれんがをスポンジに置きます。接する面積は、A面150cm²、B面100cm²、C面50cm²です。
(1)最も大きくへこむのは、どの面を下にしたときですか。
(2)A面を下にしたときの圧力は何g重/cm²ですか。
→ 答え:(1)C面。力が同じなら、接する面積が小さいほど圧力が大きくなります。
(2)1800÷150=12g重/cm²です。
20 親子で最終チェック!10問クイズ
Q1. 弾性とは何ですか。また、自然長・全長・のびの関係を式で表しましょう。
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力によって変形した物体が、力を取り除くと元に戻ろうとする性質です。全長=自然長+のび。力に比例するのは、全長ではなくのびです。
Q2. 10g重で4cmのびる自然長20cmの均一なばねを半分に切ります。同じ10g重を加えたとき、自然長・のび・全長はそれぞれ何cmですか。1cmのばすのに必要な力も答えましょう。
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自然長10cm、のび2cm、全長12cmです。1cmのばすには10÷2=5g重が必要です。元のばねは1cmあたり2.5g重なので、半分にしたばねのほうがのびにくくなります。
Q3. 同じばねを2本使って120gのおもりを支えます。直列と、均等に支える並列では、各ばねに何g重かかりますか。のびはどうなりますか。
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直列では各ばねに120g重がかかり、のびの合計は1本の場合の2倍です。並列では各ばねに60g重がかかり、のびは1本の場合の半分です。並列の2本分ののびは足しません。
Q4. 浮力とアルキメデスの原理を説明し、浮力の求め方を答えましょう。
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浮力は、液体や気体中の物体が受ける上向きの力です。その大きさは、おしのけた液体や気体の重さに等しくなります。g重で表す場合、浮力の数値は「液体の密度(g/cm³)×おしのけた体積(cm³)」で求められます。
Q5. 空気中で100gを示す、体積10cm³の物体があります。全部を水中に入れたときと、体積の半分だけ水中に入れたとき、ばねばかりは何gを示しますか。
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全部入れると浮力は10g重なので、100−10=90gです。半分なら浮力は5g重なので、100−5=95gです。底や壁に触れず、静止した状態で考えます。
Q6. 100g、120cm³の物体が水面に浮いて静止しています。平均の密度と、水中にある体積はそれぞれいくらですか。
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平均の密度は100÷120≒0.83g/cm³です。水より小さいため浮きます。ほかに支えがなければ浮力は100g重なので、おしのける水は100cm³。水中にある体積は100cm³、水面より上は20cm³です。
Q7. ビーカーと水を合わせて200gの物を台ばかりに載せます。別の支えからつるした100g、10cm³の金属球を、水がこぼれないように入れます。①全部水中 ②体積の半分だけ水中 ③底に置いて糸をゆるめたとき、2つのばかりはそれぞれ何gを示しますか。
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①ばねばかり90g、台ばかり210g。②ばねばかり95g、台ばかり205g。③ばねばかり0g、台ばかり300gです。①②では球は底や壁に触れていません。どの場合も、2つの目盛りの合計は300gです。
Q8. 2000gのれんがを、面積200cm²・100cm²・50cm²の面で置いたとき、圧力はそれぞれいくらですか。
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圧力=面を垂直に押す力÷面積です。2000÷200=10g重/cm²、2000÷100=20g重/cm²、2000÷50=40g重/cm²です。同じ力なら、面積が小さいほど圧力は大きくなります。
Q9. 水の密度を1g/cm³とすると、水深10mで水の重さによって加わる圧力はいくらですか。また、水圧から浮力を説明しましょう。
答えを見る
10m=1000cmなので、1000g重/cm²=1kg重/cm²です。大気圧は含めていません。水中の直方体では、深い下面を上向きに押す力が、上面を下向きに押す力より大きくなり、差し引き上向きの浮力が生じます。
Q10. 1気圧は約何hPaですか。高い山で水の沸点が下がるのはなぜですか。
答えを見る
1気圧は約1013hPaで、1cm²あたり約1kg重の力に相当します。高い山では一般に気圧が低くなり、水は低い温度で沸騰するようになるため、沸点が下がります。調理にも影響しますが、山でご飯を炊くこと自体が不可能という意味ではありません。
21 まとめ:取り組み方のコツ
1. 公式は、成立する条件と一緒に覚える
同じばねなら「のびは力に比例」、同じ液体なら「浮力はおしのけた体積に比例」、同じ力なら「圧力は面積に反比例」です。
2. 「のび」と「全長」を最初に区別する
全長=自然長+のび。表の見出しを読み、聞かれている量を確認しましょう。
3. つなぎ方は、各ばねの支える力から考える
同じばねの直列では各ばねののびを足し、均等に支える並列では力を分けます。覚え方だけでなく、装置の条件も確かめましょう。
4. 浮力と圧力は、単位と対象をそろえる
浮力は力、圧力は単位面積あたりの力です。浮力に使うのは液体中の体積、圧力に使うのは力がはたらく面積です。
ばね・浮力・圧力は、「見えない力を、測れる量と結びつける」単元です。テスト前は、ばねの長さ、ばかりの目盛り、面積の違いを、言葉と式の両方で説明してみてください。間違えた問題は「どの条件を読み落としたか」まで振り返ると、次に生かしやすくなります。本日の伴走、おつかれさまでした!
予習シリーズ攻略に効果がある暗記カード!
覚えたはずなのに 組分けでは間違えてしまっていた我が子
いろいろ試行錯誤して最もうまくいったのが
単元に合わせた「暗記カード」
手作りで単元に合わせて作って子供に渡したら、
綺麗に成績が伸びた!!!
(大変だったので)作るのをやめたら→綺麗に成績が下降した(涙)
とても効果があるけど、親が作るのは大変だったし、市販で良いものはなかったので
手作りで商品化してみました!
サンプル

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実際にご利用いただきましたお客様から、
「組み分けテストで効果があった!」
「子供がこれがイイ!と気に入った」
「想像以上にしっかりした暗記カード」
といった声をいただいております!
TT1の暗記カードがおすすめな理由
TT1の暗記カードは、さまざまな工夫をしてこの形になりました!

一度使ってみて効果を測ってみてください!!
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