中学3の理科（ばねの問題）

質問

中学3の理科（ばねの問題）

ばねを両側から1Nの力で引張ったときの説明です。
(実際は,ばねを横に寝せて100ｇの物体を、左右からぶら下げるという問題の説明の一部です。）

参考書による説明だとばねを両側から1Nの力で引張ると、『バネを引っ張る力は1Nであって，1＋1＝2Nではない。』また、『バネの弾性力も，1Nであって，1＋1＝2Nではない。』となっています。
力のつり合いによる静止は理解できても1Nが頭に入ってきません。

説明お願いします。

回答No.2

kamikami30 · ベストアンサー

私の説明が分かりやすいかはわかりませんが、参考までに。

まず、引っ張るとはなんでしょ？

バネの弾性力を考えるときに、バネの重さや机との摩擦力は考えられていませんよね。

現実であるケースだと、重さのないバネはあり得ないし、重さのあるバネを摩擦のある机の上に置くわけですから、バネの片方を引っ張ってバネを動かそうとすると、摩擦力が働きます。

バネを人間(あなた)に置き換えてみると、重さもあれば、地面と足の裏で摩擦があります。

両腕を一直線に広げたところをイメージしてください。片方の手を引っ張られたらあたなは引っ張られたとわかりますね。
力が強ければあなたは倒れたり動いたりします。
そこで、あなたの重さがなかったり、地面との摩擦がない時にあなたの片手を引っ張られたとしたら、引っ張られた力は感じないと思いませんか？

バネの弾性力だけの話をしているので、問題はこの状態なんです。

あなたの両腕を反対方向に引っ張られたとしたら、引っ張られたとわかりますね。

バネが弾性力を持つには両端に反対方向の力が加わる事が前提なんです。

だから、バネの片方を固定すれば固定した側にも引っ張る力が働くわけです。

どちらも固定されていなければ、両方に同じ力で引っ張るとバネが伸びます。

どちらも引っ張って、片方の力が強ければバネは移動します。

と言うところで、イメージ出来ると良いですね。

大体、前提となる条件についての説明がないから分かりづらいんですよね。
内容を簡単にするために、現実とはかけ離れた理想的な状態の話をしているんだなと、現実と何が違うのかを考えるとわかると思います。

お礼

どうもありがとうございました。
引っ張る『力の大きさ』が1Nだといってるだけで、左に１Ｎ、右に１Ｎ、で全体で１Ｎ＋１Ｎ＝２Ｎではないという理解でいいのかな。
力の合成は、同一直線状にあり左右大きさが同じで互いに反対方向なのでゼロ、つまり静止

左に１Ｎ、右に１Ｎ、力の合成＝０Ｎと左に０Ｎ、右に０Ｎ、力の合成＝０Ｎでは意味が違うということですよね。

回答No.3

foomufoomu

両側から引っ張る、という問題だから難しいんです。
ばねの片側は壁に固定されていて、反対側を１Nで引っ張ると考えてください。
壁側には、反作用力で-1Nが発生するのは分かりますよね。ばねには両側から引っ張るのと同じ力がかかります。

回答No.1

KenjiMasuda

久しぶりに頭を使ってみたんで、『正しい解釈』かどうか分からないけど・・・。

「ばね」を「ばね」と考えず、端を結ばれて「１本」になっている、「２本の糸」と考えると、

物体Aが１Nの力で「１本の糸」を引っ張ると、「１本の糸」は１Nの力で引っ張られる。
　　　　　　　　↓　　　
１Nの力で引っ張られている「１本の糸」は１Nの力で物体Bを引っ張っている。
　　　　　　　　↓
しかし物体Bは１Nの力で重力に引っ張られている。
　　　　　　　　↓
「釣り合い」がとれている。→→→→→→　これで全体が「１N」になる

また、「端を結ばれて１本になった」２本の糸の「結び目」（つまり弾性力）が物体A、物体Bの両方からそれぞれ１Nで
引っ張られているのではなく、２本の糸は、「結ばれた時点」で「１本」になっているので、「結び目のない１本の糸」と
同じであり、上記と同じ考え方ができる。→→→→→「弾性力」も「１N」になる。

（もし、「結び目」が物体A、物体Bの両方それぞれ１N、合計２Nで引っ張られていたら、「結び目」は切れてしまい、
物体A、物体Bの両方とも落下する）

これで正しいかどうか、理科の先生に聞いて下さい。

お礼

どうもありがとうございました。
引っ張る『力の大きさ』が1Nだといってるだけで、左に１Ｎ、右に１Ｎ、で全体で１Ｎ＋１Ｎ＝２Ｎではないという理解でいいのかな。
力の合成は、同一直線状にあり左右大きさが同じで互いに反対方向なのでゼロ、つまり静止

左に１Ｎ、右に１Ｎ、力の合成＝０Ｎと左に０Ｎ、右に０Ｎ、力の合成＝０Ｎでは意味が違うということですよね。