力 中3理科の予習の予習

問題です。

3つの小さな穴があいた試験管に水が入っています。

それらの穴から水が飛び出る様子のうち正しいものは画像のABCのどれでしょう?

 

 

これは中学3年生の理科で習う「水圧」で習うものですね。

以前は中1の内容でしたが、教科書改定に伴い中3に来ました。

 

この水圧、感覚的にわかるでしょう。

 

深いところの方が水圧が強いです。

 

洗面台の栓を抜くのと、お風呂の栓を抜くのでは、お風呂のほうが栓を抜くときに力を入れますよね?

 

友人Y
どっちもボタンで開閉するんだけど……

 

現代の家庭には栓がなくなっているので、こういう感覚的なものを体得するのが難しいですね……。

 

 

 

「深いところのほうが水圧が強い」というヒントを考えればわかりますね?

一番下の穴から出る水が一番勢いよく飛び出ます。

 

よって答えはBです。

 

 

つづいて振り子の問題。

振り子は、右に左にずっと動いています。

身近なものだとブランコですね。

ブランコはいつか止まってしまいます。

それは空気抵抗や摩擦などがあるからです。

 

 

それはさておき問題です。

 

ブランコに幼稚園児とお相撲さんが乗っています。

どちらが速いでしょうか?

 

 

 

正解は、どちらも同じ。

 

振り子の速さは、乗せているものの質量は関係ありません。

振り子の速さは「紐の長さ」で決まります。

 

では紐は短いほうが速いでしょうか?

長いほうが速いでしょうか?

 

気になったら自分で試してみてくださいね!

 

 

 

 

そして、3年生になると「力学的エネルギー」という言葉を習います。

これは位置エネルギーと運動エネルギーを足したもののことです。

 

友人Y
そもそも位置エネルギーって何よ

 

位置エネルギーとは「高い位置にある物体がもつエネルギー」のことです。

 

 

例えば地上にいる人、階段で2段登った人、13段上がって2階にいる人では、それぞれの位置エネルギーが違います。

 

3人がクリボーを踏み潰すとしたら、2階から飛び降りて踏み潰す人が一番強力そうなイメージがあるでしょ?

 

友人Y
リアルに考えると怪我しそうだけどね

 

 

高い位置にある物体はそれだけでエネルギーを持っているのです。

 

そして、それが低くなっていくと、位置エネルギーも低くなっていきます。

 

 

 

滑り台で想像しましょう。

 

滑り台に上がったときが位置エネルギーが最大です。

そして、そのまま滑り落ちると、どんどん位置エネルギーが下がっていき、地面につくと位置エネルギーがなくなります。

 

 

その代わり、運動エネルギーが大きくなっていきます。

 

運動エネルギーとは、運動している物体が持つエネルギーのことです。

 

 

例えば歩いている人と、走っている人、ぶつかったら痛いのは走っている人ですよね。

なぜなら、走っている状態のほうが運動エネルギーが大きいからです。

 

 

その運動エネルギーですが、滑り台ですべり始めるときはゆっくりなので、運動エネルギーも小さいです。

しかし地面に近づくにつれ速くなると、運動エネルギーも大きくなります。

 

 

滑り台で滑り落ちる。

すべりはじめ → すべりおわり で考えると

位置エネルギーは 大きい → 小さい

運動エネルギーは 小さい → 大きい

となります。

 

この位置エネルギーと運動エネルギーを足したものが力学的エネルギーといいます。

滑り始めは位置エネルギーは大きいけれど、運動エネルギーは小さい。

滑り終わりは位置エネルギーは小さいけれど、運動エネルギーは大きい。

 

 

片方が小さくなれば、片方が大きくなるので、和は変わりません。

つまり、力学的エネルギーはずっと変わらないのです。

 

 

これを力学的エネルギーの保存といいます。

 

 

 

 

さて、最後にもう一問。

天井にくっついている滑車(定滑車)と紐があります。

右の子と左の子が乗っている体重計はそれぞれ40kgを指しています。

右の子が紐を引っ張ります。

左の子も紐を引っ張ります。

さてこの時、右の子の体重計が指す数値は40kgより重い?軽い?そのまま?

左の子の体重計が指す数値は40kgより重い?軽い?そのまま?

 

 

 

 

 

 

この答えは学校で。

 

 

どうしても気になる場合はLINEくださいね~。

 

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