中学受験の理科 ふりこ～長さ・重さ・高さの問題演習と解説【2】

この演習問題は、かならず「ふりこの基本（⇒ 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！）」の学習を終えてから取りくんでください。

【問題】

「ふりこの長さ：20cm」「おもりの重さ：20g」のふりこを用意します。台の上に球を置いて、「手をはなす高さ：5cm」から手をはなすと、おもりが球にあたって球が30cm飛びました。

「ふりこの長さ」「おもりの重さ」「手をはなす高さ」の条件を(1)～(3)のように変えたとき、それぞれ「① おもりの手をはなしてから球に当たるまでの時間」「② 球が飛ぶ距離」は、最初の状態と比べてどうなりますか？

「ア：長くなる」「イ：短くなる」「ウ：変わらない」の3つから選んで答えましょう。

(1) 「ふりこの長さ：20cm」「おもりの重さ：20g」「手をはなす高さ：10cm」

　 ① おもりの手をはなしてから球に当たるまでの時間は？

　 ② 球が飛ぶ距離は？

(2) 「ふりこの長さ：40cm」「おもりの重さ：20g」「手をはなす高さ：5cm」

　 ① おもりの手をはなしてから球に当たるまでの時間は？

　 ② 球が飛ぶ距離は？

(3) 「ふりこの長さ：20cm」「おもりの重さ：10g」「手をはなす高さ：5cm」

　 ① おもりの手をはなしてから球に当たるまでの時間は？

　 ② 球が飛ぶ距離は？

解答と解説

【解答】

(1)
① ウ：変わらない　② ア：長くなる

(2)
① ア：長くなる　② ウ：変わらない

(3)
① ウ：変わらない　② イ：短くなる

【解説】

「ふりこの周期」「おもりの速さ」「エネルギー」が変わる条件は、かぎられています。目くらましに注意しましょう。

• 「ふりこの周期」は、「ふりこの長さ」だけ。
• 「おもりの速さ」は、「手をはなす高さ」だけ。
• 「エネルギー」は、「おもりの重さ」と「おもりの速さ（手をはなす高さ）。

(1) 「手をはなしてから球に当たるまでの時間」は、「ふりこの周期」の4分の1です。つまり、「ふりこの周期」に変化があるかどうか。この場合は「ふりこの長さ」が変わらないので、「ふりこの周期」も変わりません。

「球が飛ぶ距離」は、「おもりのエネルギー」によって変わります。つまり、「おもりの重さ」と「おもりの速さ（手をはなす高さ）」に変化があるかどうか。この場合「おもりの重さ」は変わりませんが、「手をはなす高さ」が高いので、「球が飛ぶ距離」は長くなります。

(2) 「ふりこの長さ」が長くなったので、「ふりこの周期」も長くなります。

「おもりの重さ」と「手をはなす高さ」は変わりませんから、「球が飛ぶ距離」も変わりません。

(3) 「ふりこの長さ」は変わらないので、「ふりこの周期」も変わりません。

「手をはなす高さ」は変わりませんが、「おもりの重さ」は軽くなったので、「球が飛ぶ距離」は短くなります。

「ふりこの基本」にもどりましょう。
⇒ 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！