理科の動画「力学②~標準編~」と「力学②~発展編~」を見ました。
てこや滑車、浮力も出てきます。複合問題な感じです。おもりの合成もあります。三角形の相似は普通に使いますね、正三角形の性質、算数で習った内容を用いますよ。最後まで頑張りましょう。
爪切りや自転車など身近な所でてこや滑車が使われていますよー
〜標準編〜
確認問題の解説
確認【8】
回転力で解けますが、オモリの合成で計算を簡単にして解きます。
同じ重さの2つのオモリを合成すると、足した重さを2つの真ん中に吊るすことになります。重さと支点からの距離の逆比の関係で計算が楽になります。
重さが違うオモリを合成すると、重さの逆比で、合成された重さの支点からの位置などから分かります。逆に、真ん中にあるオモリを両端に分解して考える事を利用して解く問題もあります。
確認【9】
(1)各棒の重さを考えます。長い棒は支点に重さがかかるので無視できます。短い棒は真ん中に重心がかかる事から、重さと支点からの距離の逆比で解きます。
(2)回転力で解きます。(1)を利用して、増えた分の重さから考える事もできます。増加した分の回転力を考えるだけで済みますね。
(3)支点がずれたので長い棒の重さの回転力も考えます。
確認【7】(動画では確認11です)
回転する円にオモリを2つ吊るした問題です。中心からのオモリまでの距離を考えながら解きます。直径の両端に違う重さのオモリを吊るした場合は中心からの距離が同じになるため、釣り合いませんが、中心を通る縦方向に一直線になるとつりあいます。
重さが違っていても、中心からの距離で釣り合う事もできます、重さの比が中心からの距離の逆比になっていればつりあいます。正三角形の性質の2:1を用いて解きます。
4つのオモリの重心が、円の中心だとつりあいます。
確認【13】
滑車や輪軸の問題です。台ばかりに置いてあるオモリがそのままの重さで滑車や輪軸を引っ張っていない事に注意して下さい。動いた長さは、台ばかりを支点として三角形の相似で求めます。
確認【14】
(1)真ん中の動滑車から考えます。次に動滑車を吊るしている棒の両端を考えます。問題では輪軸のオモリの重さを次に求めます。ばねは、真ん中に60gのオモリがあるので、かかる重さが違う事に注意しましょう。動画では壁から吊るしたばねとして、説明があり分かりやすいですね。
(2)浮力も考えます。台ばかり=ビーカー+水+浮力、になります。630-16の浮力の単元で習いましたね。これを使うと、浮力がすぐにでますね。浮力か分かれば水に浸かっているオモリについても分かりますよ。あとは回転力を用いて解きます。別解では、オモリの合成での出し方を説明してくれます!
〜発展編〜
デイリーチェックHの解説
2⃣
凸レンズの問題です。三角形の相似を利用します。
4⃣
実像の大きさから、作図を実施します。虫がねは虚像を見ています。虚像でも作図して解きます。虚像は焦点よりも近くに置きます。(4)では問題文をしっかり読んで理解して図示化してみましょう。わからない場合は動画を参照してみましょう!
発展問題
発展【1】
爪切りの問題です。2つのてこが合わさっていて、よく出る題材ですね。
まずは手で押す部分のてこです。作用点にかかる力や動く長さを考えます。ピラミッド型の相似で動く長さを出せますし、支点からの逆比で重さも出せますよ。
発展【2】
自転車の問題です、輪軸ですね。回転数は前と後ろの輪軸の半径に関係します。力も式にして考えておきます。坂道を登る時は力を大きくする必要があります、イメージではわかると思うのですが、式にしての理解をしましょう!
発展【3】
重心を探す問題です。作図で使った線は残しておきましょう。星形は頂点から向かい合う頂点に線を引くことを2回以上すれば重心が分かります。正三角形の場合は、頂点から向かい合う辺の真ん中に線を引きます、重心は2:1の位置にある事も覚えておきましょう。
重心の探し方は、どこでも良いのでひもで吊るしてつり合わせます。吊るした点と静止した一直線上にあるので、2回すれば交点が重心になります。
おきあがりこぼしは、中心線に重心がありますが、倒した時に元に戻る為の回転力を考えます。
まとめ
てこでは、回転力もですか、合成したり、浮力やバネばかりと組み合わせたり、と複合的な問題になっています。自転車の輪軸の考え方や、つめ切りの問題なども、身近にある道具に興味を持って接する事で学力がつける事ができると良いですね。
最後まで読んで頂きありがとうございました。
下記に他の動画解説のページもありますので、紹介させてください。
参考になるとうれしいです。
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