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単語帳
中学1年生 (12-13歳)

重力と弾性力

Gravity & Elasticity

ばねにおもりをつると重力が下へ、弾性力が上へ働き釣り合います。 重さはW=mgで場所によって変わり、質量はどこでも同じです。 フックの法則F=kxで伸びは力に比例し、kが大きいほど硬いばねです。 質量スライダーを動かして伸びを見、地球と月の重さの違いも比べてみましょう。

ばねにおもりをつるすと?
3 kg
💡 なぜばねは伸びるか
①おもりに重力(下)が働く
②ばねが伸びて弾性力(上)が生じる
③両者が等しくなると静止(釣り合い)
④質量が大きいほどよく伸びる
重力 — 重さと質量
重さ(重力)
W = mg
重さ(N) = 質量(kg) × 重力加速度(m/s²)
🔍 質量 vs 重さ
①質量(kg):物質の量、場所に無関係
②重さ(N):重力の大きさ、場所で変わる
③地球g≈9.8、月g≈1.6
④月での重さは地球の約1/6
弾性力とフックの法則
フックの法則
F = kx
弾性力(N) = ばね定数(N/m) × 伸び(m)
ばね定数 k
k = Fx
kが大きいほど硬いばね(伸びにくい)
📐 フックの法則の核心
①ばねの伸びは力に比例
②比例定数k=ばね定数
③kが大きいと同じ力でも伸びが小
④弾性限度を超えると成立せず
試験ポイント整理
核心整理
W = mg, F = kx
重力=質量×重力加速度、弾性力=ばね定数×伸び
🎯 試験ポイント
①重さと質量は別概念(N vs kg)
②W=mgでg≈9.8(地球基準)
③フックの法則:F=kx
④ばねばかり:弾性力で重さ測定
⑤釣り合い:重力=弾性力
例題と単元テスト
例題 1
質量2 kgの物体の地球での重さは何Nか?(g = 9.8 m/s²)
1
重さはW = mg(質量 × 重力加速度)で求める。
2
W = 2 kg × 9.8 m/s² = 19.6 Nである。
19.6 N
重さW = mgなので、同じ質量でもgが違う場所では重さが変わる。
例題 2
ばね定数20 N/mのばねにおもりをつるすと0.1 m伸びた。おもりに働く弾性力の大きさは?
1
フックの法則により弾性力F = kx(ばね定数 × 伸び)である。
2
F = 20 N/m × 0.1 m = 2 Nである。
2 N
フックの法則F = kxにより、ばねの伸びは力に比例する。
単元テスト類題
重力と弾性力についての説明として正しいものは?
質量は場所によって変わる
重さはW = mgで求め、場所によって変わる
月での重さは地球より大きい
フックの法則はF = kxで、伸びと力は反比例する
ばね定数kが大きいほどよく伸びる
② 重さはW = mgで求め、場所によって変わる
1
重さはW = mgで、gが場所によって違うので重さも場所によって変わる。
2
質量はどこでも一定で(①)、月の重さは地球の約1/6で小さく(③)、フックの法則では伸びと力は比例し(④)、kが大きいほど伸びにくい(⑤)。
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