中学受験の理科 ふりこ~これだけ習得しておけば基本は完ペキ!

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中学受験の理科【偏差値アップの勉強法】合格のカギは4つだけ!

                          

2018/01/08

00 ふりこの要素(GIF)

物体の運動を理解するために、「ふりこ」の動きを観察する事をおすすめします。

「ふりこの長さ(支点からおもりの重心までの長さ)」「おもりの重さ」「おもりを手から離す時の高さ」と、「ふりこの周期」「おもりの速さ」「おもりのエネルギー」との関係がどうなっているのか。受験本番で確実に点を取るために、これらの関係を頭の中で整理しておきましょう。

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ふりこの長さと周期:その1

結論は次の3つの関係になりますので、問題用紙の空いた所にメモしてから回答していきましょう。問題による「目くらまし」に注意してください。

「ふりこの周期」は、「ふりこの長さ」だけで変わる。

「おもりの速さ」は、「おもりを手から離す時の高さ」だけで変わる。

「エネルギー」は「おもりの重さ」と「おもりの速さ(おもりの高さ)」で変わる。

「ふりこの周期」を問う問題であれば、「ふりこの長さ」を指さし確認してください。それ以外の何が変わっても、周期は変わりません。

「おもりの速さ」を問う問題であれば、「高さ」を指さし確認してください。それ以外の何が変わっても、速さは変わりません。

「エネルギー」は、「重さ」と「速さ(高さ)」の2つで変わります。何かとぶつかった時に、相手が「重い」ほど「速い」ほど痛いという常識で分かります。相手のエネルギーが大きいからです。

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ふりこの長さと周期:その2

01 周期の問題(GIF)

まず、「ふりこの長さ」と「周期」の関係を調べます。正比例でも反比例でもない時に、平方数という関係もある事を知っておきましょう。

この場合は、周期が2倍・3倍になる時、長さは4倍(2×2倍)・9倍(3×3倍)となっています。長さは、周期の平方数に正比例しています。

02 周期の問題の答え(GIF)

周期「2.82」は「1.41」の2倍です。Xは「50」の4倍(2×2倍)で「200」です。 長さ「400」は「100」の4倍(2×2倍)です。Yは「2」の2倍で「4」です。 長さ「625」は「25」の25倍(5×5倍)です。Zは「1」の5倍で「5」です。

ふりこの長さと周期:その3

03 長さの違うふりこ(GIF)

(図2)長さ100cmのふりこはaとcの部分で、1周期の半分です。長さ25cmのふりこは、bとdの部分で、1周期の半分です。

長さ100cmのふりこの周期の半分(2秒×1/2)と、長さ25cmのふりこの周期の半分(1秒×1/2)の合計で、1.5秒となります。

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