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理科・ばねの問題

図5の状態の時、ばねの伸びは等しくなるのですが 中学生の子に、それを上手く説明することが出来なくて困っています。 良い教え方があれば、是非助けて頂ければと思います。 宜しくお願いします。

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  • lily5353
  • ベストアンサー率42% (18/42)
回答No.3

参考のURLの問題原文をを読むと「図5のように、ばねAとばねBの端を上下で固定し、間に40gのおもりをとりつけました。はじめ、おもりは手で支えられており、2本のばねは伸びたり縮んだりしていません。(後略)」 「2本のばねは伸びたり縮んだりしていません」と書いてあるので、ちなみに地面から天井までの距離はばね二本の長さと等しい(ボールの大きさを無視した場合)ので、手を離した後、Aが伸びた分=Bが縮んだ分になる。 説明になっていないかな?数学的に表現すると、 1)Aばねの長さ=L1、Bばねの長さ=L2、地面から天井までは L1+L2になる 2)手をはなした後、Aばね x を伸びたとすれば、A は L1+x になる 3)Bばねは 地面から天井まで距離 - A なので、(L1+L2)-(L1+x) = L2-x になる。 ※ボールの大きさは無視してますが、考慮しても同じ結果になる。

guitarinn
質問者

お礼

なるほど…しっかり読めていませんでした。 >「2本のばねは伸びたり縮んだりしていません」と書いてあるので、ちなみに地面から天井までの距離はばね二本の長さと等しい(ボールの大きさを無視した場合)ので、手を離した後、Aが伸びた分=Bが縮んだ分になる。 納得出来ました。丁寧に補足までして頂き、感謝です!

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その他の回答 (4)

回答No.5

バネを忘れてしまったらどうですか. 二点A,Bを結ぶ直線上に点Pがある. PがB側にdだけ動けば APの長さはdだけ増える PBの長さはdだけ減る バネどうこうじゃなくてこれだけのことでは? 一般には「伸び(と縮みの大きさ)そのもが等しくなる」わけではなくて, 「伸び(と縮み)の変化量が等しくなる」ですけど. 初期位置で両方のバネがつりあいの位置にある場合に限って, 伸び(と縮み)の大きさそのものが等しくなります. 初期状態で両方のバネが共にDだけ伸びていれば,移動後は A側のバネの伸びはD+d,B側のバネの伸びはD-dで, 伸び(縮み)そのものは異なります.初期状態で縮んでいる場合も同様.

guitarinn
質問者

お礼

ありがとうございます。 とても分かりやすい説明ですね!参考にさせて頂きます。

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  • lily5353
  • ベストアンサー率42% (18/42)
回答No.4

追記ですが、この問題を解くにはまずAは長さ x が伸び、Bは同じ長さ x が縮むということを理解してから始まる。 問題の原文を見ると、AとBのばね定数は3:5となる。AとBの伸び縮みが同じ長さのため、40gのうち、Aが引っ張る力とBが支える力の比率が3:5となる。 よってAが引っ張る力=3/8=15gとなる。Aのばね定数グラフをみると、15gの力を出すには5cm伸びたという答えになる。

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  • nananotanu
  • ベストアンサー率31% (714/2263)
回答No.2

下から引っ張る力(縮んだ長さに現れる)と上から引っ張りあげる力(伸びた長さに現れる)がつりあっている[同じ]だからこそ、どっちにも動かないで静止している。 発想の転換やね

guitarinn
質問者

補足

実はその辺りの解説が苦手です…。 力がつりあっている(等しい)ならば、ばね定数の違いによって 上のばねの伸びと、下のばねの縮む長さは異なるのではないでしょうか。

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  • lily5353
  • ベストアンサー率42% (18/42)
回答No.1

中学校の入試問題ですね。図5の状態ではまず二本のばねの伸びは等しくありません。Aが伸び、Bが縮むのは正解。 回答は下記のURLになります。 http://www.takanawa.ed.jp/4_examination/4_4_rika_nyushimondai.html

guitarinn
質問者

補足

すみません、表現が間違っていました。 Aの伸び、Bの縮む長さが等しいのは分かっています。 後、理由を記述して頂けるでしょうか。 宜しくお願いします。

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