こんにちは！この記事を書いているKenだよ。ポスト、最高。
中学理科ではいろんな力を勉強していくよね？
水の中ではたらく力とか、バネにはたらく弾性力とか、物体に働く重力とかがあったはずだ。
今日は、もう一歩踏み込んで、
空気中ではたらく力
について勉強していこう。
中でも、
大気圧（たいきあつ）
ってやつを詳しくみていくよ。
まず大気圧とは何かをみていこう。
大気圧とは、
空気中ではたらく圧力のこと
だ。
じつは、空気中にある全ての物体は、空気によって四方八方から圧力を受けているんだ。
空気中にあるものすべてに働いている圧力だから、机の上の消しゴムも大気圧を受けてるし、
もちろん、この記事を読んでいる君の顔も大気圧を受けているわけだ。
たとえばわかりやすい例として、ここに1つの缶ジュースがあったとしよう。
もちろん、この缶ジュースも空気中にある限り、大気圧を受けてるはず。
で、この缶ジュースから一気に中身の空気を抜いてしまったとしよう。
このとき、この缶ジュースは大気圧によって潰されてしまうんだ。
なぜなら、缶ジュースを中から支えていた空気がなくなっちゃって大気圧が0になる。すると、缶の外の空気による大気圧が釣り合わなくなっちゃうわけさ。
大気圧っていうのは普段は意識しづらいけど、確かに空気中にある全てのものにはたらいている圧力なんだ。
じゃあ大気圧はなぜあるんだろう？？
その理由は、
空気の重さにあるよ。
空気は目に見えなくて重さなんてないように見えるけど、じつはちゃんと質量を持ってるんだ。
地球の大気を、海面から上空の空気があるところまで全部足してみよう。
この足した部分の面積を1m²だとすると、その全部足したと時の重さはなんと、
約100,000N（正式には101,325N）
になるんだ。
1N（ニュートン）は100gの物体に働く重力と等しかったから、実質、
1m²あたり10,000,000gの物体の重力と同じぐらい力がかかってるはずなんだ。
10,000,000gは10,000kgのことで、さらに上の単位で現すと、
10トン
ってことになる。
1m²あたり10トンの物体がのっているのと同じ力が大気の重さにあるなんて信じられないぜ！
大気圧は空気の重さが原因ってことがわかった。
上に行けば行くほど、のしかかってくる空気の量が少なくなるから、大気圧が小さくなるんだ。
たとえば、海で泳いでいる時に受ける大気圧と、富士山に登った時の大気圧を比べると、圧倒的に富士山に登った方が大気圧は小さい。
なぜなら、富士山の高度は高いから、上にある空気の量が少なくなるからね。
富士山に地上で購入したポテトチップスを持って行くと、袋が膨らんでしまうのはこのためだ。
ポテトチップスの袋の中の空気（地上のもの）の大気圧の方が、富士山頂上の大気圧より大きいからね。
1大気圧は、1m²あたり約100,000N（正式には101,325N）の力がかかってるんだったよね？
これを圧力の単位に直してやると、
100,000 [Pa（パスカル）]
になるね。
「パスカル」という単位をちょっと復習しておくと、
１パスカルは1m²あたりにはたらく１Nのこと
だったね。
※ 圧力を忘れかけているときは「圧力の求め方」を読んでみてね。
でも天気予報をきいてると、大気圧の単位は、
ヘクトパスカル [hPa]
であることに気づかない？
たとえば台風のニュースなんかで、
中心の気圧は９７０ヘクトパスカル 最大風速は３０メートル、 最大瞬間風速は４０メートルが予想されます。
なんて感じで登場しているよね。
これはどういう単位なのかというと、
1hPa（ヘクトパスカル）= 100Pa
のこと。100パスカルが集まれば1ヘクトパスカルに進化できるわけだ。
じゃあなぜ気象情報でヘクトパスカルを使うようになったのか？？
これはちょっと話が長くなるけどまとめておこう。
昔々、気象業界では大気圧の単位でバール（bar）というものを用いていて、
1大気圧= 1 bar
という単位だったんだ。
ただ、気象情報で使う大気圧としてはbarだとデカすぎるから、それを1000分の1をしたミリバール[mbar]というものを使っていた。
ただ、1990年ぐらいになると、この大気圧の単位を世界で共通している単位（SI単位系）に統一しようとしたわけ。
もともと大気圧の単位で使っていたbarの代わりに、世界共通のPa（パスカル）を使うことにしたんだ。
パスカルの場合、
1大気圧＝100,000 [Pa（パスカル）]
だったね。
でも、パスカルを使い始めると、もともと大気圧の単位でミリバールに慣れていた人々が混乱しちゃう。
だから、１ミリバールの単位と同じ数値感で大気圧を語れるように、ヘクトパスカルを使い始めたのさ。
1大気圧＝1,000mbar
だったから、ヘクトパスカルを使えばパスカルでもちょうど、
1気圧＝1,000hPa
という感じで、ミリバールに単位の大きさをうまく合わせることができたんだ。
ということで、もともと使っていたミリバールという単位に数値感を合わせるために、ヘクトパスカルを使うようになったんだとさ。
以上が中学理科で習う大気圧だったね。
最後に復習しておこう。
大気圧とは、
空気中のすべての物体にはたらく圧力のこと
で、
大気圧は空気の重さが要因となって生じているんだ。
大気圧の単位はパスカルを使うけど、特に気象業界ではヘクトパスカル（100パスカルのこと）を使う慣習があるよ。
テスト前によーく復習しておこう。
以上で中1理科の力の単元は終了。
次はマグマとか岩石について勉強して行こう！
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事をかいているKenだよ。四分音符、だね。
中1理科ではいろんな力を勉強してきたよね？？
その中でも今日は、
水中ではたらく力
を勉強していこう。
中学理科のテストに出やすいキーワードは、
の2つ。
まずは水圧だ。
水圧とは、
水中ではたらく圧力のこと
で、水中にある全ての物体はこの水圧というやつをうけているんだ。
たとえば、もし柔らかい風船を水中に深く沈めたとすると、風船はただじゃ帰らせてもらえない。
水圧という圧力を受けてしまうことになり、
もしかしたら割れてしまうかもしれない。
この水圧について押さえておくべきなのは次の4つのポイントだ。
まず、
なぜ水圧が発生するのか？？
ということを押さえておこう。
水圧というやつは、
水の中にある物体より上にある水の重力が原因で発生しているんだ。
水圧の要因は、水中の物体よりも上にある水の重力ということがわかった。
それがゆえに、
物体が深くにあればあるほど水圧が大きくなるんだ。
なぜなら、物体よりも上にある水の量が増えるからね。
たとえば、水深10mよりも、50mにある物体の方が受けている水圧が大きいってことね。
しかも、水圧は1方向から受ける圧力じゃない。
物体はあらゆる方向から圧力を受けることになるんだ。
右も左も上も下も右斜め上も、左下斜めも・・・ね。
深ければ深いほど水圧は大きくなるんだったよね？？
ってことは、
物体の上面よりも下面の方が大きい水圧を受けていることになるはずだ。
なぜなら、
物体の上面よりも下面の方が深いところにあるからね。
たとえば、缶ジュースを水の中に沈めたとしたよう。
この時、缶底の方が、プルタブとかある飲み口よりも水圧を受けていることになるわけね。
続いては「浮力」だ。
浮力とは、
水中にある物体が上向きに受ける力のこと
だね。
たとえば、ピンポン球を沈めたシチュエーションを想像してみて。
ピンポン球はずっと水中にいられなくて、水上に浮上してきちゃうでしょ？？
これはピンポン球が浮力を受けているからなんだ。
それじゃあ、この浮力というやつはなぜ発生するんだろうね？
これはズバリ、
水中の物体に働く上面と下面の水圧の差
だ。
さっき水圧を勉強した時に、
物体の上面よりも下面の方が大きな水圧を受けている
って習ったよね。
つまり、水中の物体には、上からの水圧が押し負けるような下からの水圧が働いているわけだ。
この水中の物体の水圧の差が浮力の正体だね。
ってことは、浮力は物体の形とか大きさによって異なるはず。
たとえば、横にむちゃくちゃ長い物体だったら、水圧の差が働く面積が広くなるから、その分、水圧の差の合計の浮力も大きくなるはず。
また、縦にむちゃくちゃ長い物体だったら、そもそも上面と下面の深さの差が大きくなるから、水圧の差が大きくなるはず。よって浮力も大きくなる。
これらのことをまとめると、
物体の体積が大きくなればなるほど浮力が大きくなる
ってことになるね。
じゃあ浮力の大きさはどれくらいなんだろうね？？
これはアルキメデスという人がだいぶ昔に発見して知られているアルキメデスの定理というやつなんだけど、
浮力の大きさは、水中の物体が押しのけている水の重力
なんだ。
たとえば、100cm³のサイコロを水に沈めたとしよう。
このサイコロが受ける浮力は、サイコロが押しのけてしまった100cm³の水に働く重力に等しいってことだね。
経験でなんとなくわかってると思うけど、
水中の物体は浮かんでくる奴もいれば、沈む奴もいるよね？
たとえば、ピンポン球を水中に沈めてもうかんできちゃう。
だけど、鉄の玉を水中に沈めたら浮かび上がってことない。
二つとも浮力を受けているはずなのにこれはどうしてなんだろうね？？
じつは、浮かび上がるか上がらないかは、
水中の物体に働く重力が浮力よりも大きいかどうか
によって決まってくるんだ。
もし、物体に働く重力が浮力よりも小さいときは、浮かび上がってきちゃう。
逆に、物体に働く重力が浮力よりも大きいときは、沈みっぱなしだ。
つまり、
水の密度よりも小さい密度を持つ物体は浮力で浮かんできちゃって、
水の密度よりも大きい密度を持つ物体は沈みっぱなしなんだ。
同じ体積で見た時に、水の方が重ければ（水の密度よりも小さい）、浮力が大きくて浮かび上がって、その逆はまあそういうことなのだ。
密度を忘れちゃったら密度の求め方を復習してみてね。
以上が水圧と浮力についての基礎だったね。
最後に忘れないうちに復習しておこう。
水圧とは、
水中ではたらく圧力のこと
で、水中の物体は四方八方から水圧を受けていて、深ければ深い位置にある物体ほど水圧が大きい。
浮力とは、
水中にある物体の上面と下面にかかる水圧の差によって生じる力のことで、
水中の物体の体積が大きければ大きいほど浮力は大きいんだ。
水圧・圧力をマスターしたら今度は空気中ではたらく「大気圧」を勉強していこう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いているKenだよ。ハンバーグ、うまいね。
中1理科の「身のまわりの現象」で力について勉強してきたよね？
今日はちょっと心を入れ替えて「バネ」に注目してみよう。
バネに働く力と、バネの伸びの関係を表した法則に、
フックの法則
というものがあるんだ。
これは、
バネの伸びは、バネを引く力の大きさに比例する
という法則だよ。
数学で勉強した「比例」を思い出してほしいんだけど、バネの伸びと引く力の関係が比例ってことは、
バネに2倍の力が働いたら、バネの伸びも２倍になるし、
バネに10倍の力が働いたら伸びも10倍になるってことなんだ。
バネの働く力を横軸、バネの伸びをy軸にとったグラフを書いてみると、こんな感じで原点を直線になるはずね。
「比例のグラフのかきかたを忘れたぜ？」
って時はQikeruの記事で復習してみよう。
ウンウン。だいたいフックの法則はわかった。
だけどさ、
一体、このフックの法則はどういう風に役立つんだろう？？
「何でこんな法則を中学理科で勉強しないといけないんだよ！？」
ってキレそうになってるやつもいるかもしれない。
じつはこのフックの法則がすごいところは、
バネの伸びから、バネにはたらいている力の大きさがわかるようになったことだ。
例えば、こんな感じでバネに力を加えたとしよう。
もし、バネの伸びが2cmになったら、このバネにどれくらいの力が加わってるんだろうね？？
この時、バネの伸び2cmに当たる力をグラフから読み取ると・・・・
ほら！
4N
がはたらいてるってわかるでしょ？
これを応用したのが「バネばかり」というアイテムだ。
バネの先に重さを測りたいものを吊るしてみると、バネばかりにはたらいた力がわかるんだ。
その力は、バネに吊るした物体の重力のこと。
ここから逆算して物体の重さがわかるってわけ。
ここまででフックの法則の基本と、その応用例まで完璧だね。
この記事の最後に、中学理科の定期テストに出やすいフックの法則に関する問題を解いてみよう。
2つのバネAとBにそれぞれ重りをつるしてみた。この時、バネAとBにかかった力とバネの伸びの関係は次の表のようになりました。
| バネA | 伸び [cm] | 2 | 4 |
|---|---|---|---|
| 力の大きさ[N] | 2 | 4 | |
| バネB | 伸び [cm] | 1 | 2 |
| 力の大きさ [N] | 2 | 4 |
まずはバネの伸びと力の表から、グラフをかいてみよう。
書き方は簡単。
たとえば、バネAなら、力の大きさが2Nのとき、バネの伸びは2cm、
力の大きさが4Nのとき、バネの伸びは4cmだ。
こんな感じで最低でも2つの点を打てればオッケー。あとはこの2点を直線で結んであげよう。
バネBも同じようにグラフを作ってやると、最終的にこんな感じになるはずだね↓↓
バネの伸びは、バネに働く力が大きくなればなるほど大きくなってるね。
しかも、バネに働く力が2倍になれば、伸びも2倍になってる。
こういう関係のことを数学では、
比例（ひれい）
と呼んでいたね。
このバネの伸びと力の関係を理科では「フックの法則」と呼んでいるんだ。
3つ目の問いできかれているのは、
バネBに8Nの力を加えた時にどれくらいの伸びるのかってことだ。
つまり、バネに働く力の大きさから、バネの伸びを計算しろと言ってるね。
この手の問題は、最初に作ったグラフを見てやればいいね。
横軸のバネに働く力が8Nの時、縦軸がどうなってるのか追ってみると、
うん。
4cm
になってるね。
ってことで、バネBに8Nの力を加えた時には4cm伸びるんだ。
今度は問3の逆。バネの伸びからバネに働いている力を求めればいいんだ。
この問題もグラフを使って読み取っていくよ。
問いでは、
バネAを3cmのばすときの力
がきかれてるから、バネAのグラフの縦軸のバネの伸びが3cmの点を見つけてあげて、その時の横軸の値を確認してあげる。
すると、うん、
3N
になってるね。
最後に、バネの伸びやすさについて。
伸びやすいバネのグラフは急になってるはずだ。
なぜなら、グラフが急になっていると、バネの力が増えた時に、同時に伸びが大きくなりやすいってことだからね。これはつまり、伸びやすいバネってこと。
練習問題でいうと、ばねA のグラフの方が急だから、伸びやすいのバネAだ。
以上がフックの法則の基礎と問題の解き方だったね。
最後にもう一度復習しておこう。
フックの法則とは、
の関係を表したもので、この2つは比例の関係にあるんだ。
フックの法則を使うと何が便利かっていうと、
バネの伸びから、そのバネに働く力の大きさがわかるってことだったね。
フックの法則をマスターしたら、水の中で働く力の、
水圧・浮力について勉強していこう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いてるKenだよ。布団、強いね。
中1理科の身のまわりの現象では「力」について勉強してきたよね。
などなど。
ただ、実際のテストには、
「物体に働く力を作図しなさい！」
って問題がよく出てくるから、今日はその作図問題で役に立つ、
力の表し方
を勉強していこう。
理科の世界では力を「矢印」を使って表していくよ。
力を矢印で表すとき、次の3つのポイントさえ押さえておけばいいんだ。
つまり、力の矢印をどこからかいて、
どの向きにむけ、
どのくらい伸ばすかがポイントってわけさ。
力の表し方のうち最も基本的な、
力のはたらく点
だね。
巷ではこれを「作用点（さようてん）」とも呼んでいるね。
つまり「力の矢印をどこからかくのか」って話だ。
たとえば、机の上の消しゴムを指で押したシチュエーションを考えてみよう。
左から消しゴムを押すと、消しゴムと指が接してるとこから力が始まるはずだね？
逆に右からだったら右側、
上からだったら上から力が始まるはずだ。
じゃあ一旦、消しゴムの左サイドから力を加えることにしたとしよう。
つぎは、
力をどの向きに働かせるのか？
が重要になってくるよ。
たとえば、机の面に平行にゆっくりとおしたとすると、こんな感じになるし、
消しゴムを下から突き上げるように、力を働かせてやると、こんな感じの力の向きになるはずだね。
最後は力の大きさだ。
力の表し方の矢印でいうと、
どれくらい矢印を伸ばしてやるのか？
ってことになる。
たとえば、消しゴムをそこらへんの小学生がデコピンしたとしたら、このくらいの力の大きさかもしれないけど、
じゃあ力士がデコピンしたらどうなる？
そう。そうだよ。
小学生よりも大きな力で消しゴムに力を及ぼしているはずだ。
力の大きさは「矢印の長さ」で表すから、力士の時はこれぐらいに力の矢印の長さが長くなるはず。
以上が力の表し方のポイントだよ。
の3つのポイントを押さえて、力を矢印で表現していくんだ。
力の始まりに点をうって、
力の向き決めて、
最後に大きさを矢印の長さで表現するっと。
これで力の表し方もマスターしたね。
次は力の作図問題と同じくらい狙われやすい「フックの法則の問題」にチャレンジしてみよう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いているKenだよ。目頭、あついね。
ここまで力の種類とか力のはたらきとかをみてきたんだけど、もっと重要な
力の単位
について今日は勉強していこう。
重さの単位はg（グラム）、距離の単位はm（メートル）っていう感じでそれぞれに大きさを把握するための単位があると思うんだよね。
力の単位は、
ニュートン（N）
というものを用いるよ。
今日はこの力の単位の正体を一緒に暴いていこう。
教科書のニュートン（N）の説明を見てみると、
100gの物体にはたらく重力の大きさにほぼ等しい
って書いてあるね。
たとえば、300gの消しゴムがあったら3Nの重力が働いていることになるし、
10,000g ( =10kg) の机があったら、この机に働く重力は100Nってわけだね。
物体に働く重力のニュートンを求めたい場合は、質量を100で割ると計算できるってわけだ。
がしかし、だね。
なぜ、100gの物体に働く重力が1ニュートン（N）になるんだろうね？？
教科書にはくわしく書いてないし、はぐらかされてる感がする。
そこで今日はこれがなぜなのかを少しばかり暴いていこう。
まず、正確にニュートンとはどういう単位なのか？
を見ていこう。
Wikipediaによると、
1キログラムの物質に1m/s² の加速度を生じさせる力
とあるね。
つまり、質量1kgの物体に力を加えると、
1秒間に毎秒1mの速さずつ加速するような力
ってことさ。
ちなみに、この力・質量・加速度の関係をニュートンの第一法則と呼ぶよ。
ここで、物体に働く重力が、物体にどれくらいの力を及ぼしているのかを見てみよう。
重力は、地球上にあるものたちに、1秒間に、
9.80665 m / s
の速さずつ加速させるような力をおよぼしてるよ。
これは約、
10 m / s2
だ。
つまり、地球の中心に向かって1秒間あたり、毎秒10mの速さずつ速くなるってことさ。
ここで力の単位ニュートンの定義に戻ろう。
ニュートンは、
1kgの物体に1m/s²の加速度を与える力
だったよね。
重力の場合、地球上にあるものは約10m/s²の加速度を生じさせているから、
1kgの物体の重力は10Nになるね。
だから、質量を10分の1の0.1kg（=100g）にしてやれば、力もその10分の1の「1N」になるのさ。
したがって、
1ニュートンは「100gの物体に働く重力と等しい」ということができるんだ。
以上が力の単位ニュートンだね。
色々グダグダ言ってきたけど、中学理科では、
100gの物体に働く重力の大きさが1ニュートン
と覚えておけば大抵の問題を計算できるはずだ。
物体の質量[g]を100で割れば力の大きさ[N]が計算できるってわけね。
基本を押さえて、かつ、なぜそう言えるのかまで押さえておけば完璧だね。
力の単位をマスターしたら次は力の表し方を勉強してみよう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いているKenだよ。タイカレーで復活だね。
中学理科では力について勉強していくんだけど、まず覚えなきゃいけないのが、
力の種類
だ。
「身のまわりにはどんな力の種類があってどのようなはたらきをしているのか？」
これを押さえておけばテストでビビることはないね。
中学理科で勉強する力の種類は次の6つだ。
まずは垂直抗力（すいちょくこうりょく）という力だ。
これはどういう力かというと、
静止している物体が、接している面から受ける垂直で上向きの力のこと
だね。
たとえば、消しゴムが机の上で静止していたとしよう。
この消しゴムは、机を垂直に上から押しているよね？
こんな感じで力が働いてるはずだ。
しかし、だよ？
こんなに消しゴムから机に対して押す力が働いているのに、机は変形しないし、沈まないし、くぼまない。
なぜなら、
消しゴムの力に対して逆向きで大きさが同じ力が働いているからなんだ。
この机が消しゴムを押し返す力のことを「垂直抗力」と呼んでいるよ。
2つ目の力は「重力（じゅうりょく）」だ。
重力とは、地球に乗っかってる全てのものが地球から受ける力のことで、地球の中心に向かって力が働いているんだ。
丸い地球の上にのっかっっていても、地球の上に立っていられるのが重力のおかげ。地球がぼくらを真ん中に引っ張ってくれているわけさ。
ボールを放したら地面に落ちるのも重力の仕業で、地面が地球の中心方向にボールを引っ張ってるからなのさ。
3つ目の力は「弾性力（だんせいりょく）」だ。
これは、
変形した物体が元の形に戻ろうとするときに働く力だね。
たとえば、バネ、あるでしょ？
あれを引っ張ってやると、引っ張った方向に伸びるよね？
しかし、このときバネも黙っちゃいない。
引っ張った向きとは逆向きにバネから引っ張られるはずなんだ。
このバネが元に戻ろうとする力のことを「弾性力」というよ。
お次は摩擦力（まさつりょく）だ。
これは2つの物体が接している時、接触している面に働く平行な力のことだね。
たとえば、机に乗っかってる消しゴムを動かしてやると、動かした逆向きに摩擦力が働くよ。
摩擦力は物体の滑らかさとかの環境によって大きさが異なるよ。
ツルツルの机で消しゴムを移動させれば摩擦力が小さいし、ゴリゴリの机でやれば摩擦力が大きい。
ちなみに、摩擦力は止まっているものを動かす時の摩擦力と、動いているものが受ける摩擦力の2種類があるんだけど、大きさでいうと、止まっているものを動かす時の摩擦力の方が大きいんだ。
だから、重たいものを押して運ぶときは動き始めが一番きついってわけね。
磁石にも力が働いているよ。
磁石にはN極とS極の2種類があったよね？
同じ種類の極同士を近づけると、反発し合う力が働いて、
違う種類の極同士を近づけると、引き合う力が働くんだ。
これを磁石の力（磁力）と呼んでいるよ。
じつは、電気にも力があるよ。
電気には、磁石と同じように、
という2種類いるんだ。
そう。御察しの通り、
同じ種類の電気だと反発し合う力が働いて、
違う種類の電気だと引き付け合う力が働くのさ。
以上が中学理科で勉強する力の種類だよ。
の6つを覚えておけば、なんとかなるんじゃないかな。
覚えるときに大切なのはその力を身近な具体例と結びつけること。
イラストと一緒に覚えてみよう！
「力の種類がしっくりきた！」
ってなったら次は力の単位（ニュートン）を勉強してみよう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事をかいてるKenだよ。ダーツ、始めたね。
中学理科の「身のまわりの現象」では、
とかを勉強してきたけど、もう１つ勉強する現象があるんだ。
それは、
力
だ。
でも「力」と言ってもイマイチピンとこないよね？
感覚的にはわかってはいるけど、実際に力が何か説明しろって言われてると困る。
今日はこの記事で、
「一体、力にはどういうはたらきがあるのか？」
をみていくことで、力の正体を掴んでいこう。
中学理科で勉強する力のはたらきには、次の3つのものがあるよ。
今回は、この「力のはたらき」をカラーボールを使って解説していこう。
まずは、力のはたらきのうち、
物体の形を変える
ってやつだ。
カラーボールをムギュッと握るシーンを想像してほしい。
このように握力全開でカラーボールを握ってみると、カラーボールがへこむよね？
ちょうど指のあたりに食い込む感じで。
この時、カラーボールの形に注目すると、元の形から変形してしまってると思うんだ。
こんな感じで「力を及ぼしたものの形を変形させる」というはたらきが力にはあるよ。
次は、
物体の運動の状態を変える
っていう力のはたらきだ。
物体の運動の状態を変えるとは、
静止している物体を動かしたり、動いてる物体を止めること
だね。
またまたカラーボールを想像してくれ。
完全にとまっているカラーボールがあるとしよう。
こいつを少し蹴ってみる。
すると、蹴った方向に動き出すよね？
つまり、力を加えたことにより、ボールの運動の状態が、
静止→動く
というように変化しているんだ。
これが力のはたらきの2つ目の「物体の運動の状態を変える」ってやつね。
最後の力のはたらきは、
物体を支える
ってやつだ。
これは文字どおり、どういうことかいうと、力を使うことで何かなんでもいいから支えるってわけだ。
例えばさっきのカラーボール。
こいつを手のひらにひょこっと載せてみよう。
うまく載せてやればカラーボールは手の上で静止するはずだ。君の手は、カラーボールを支えてることになる。
もし、手をうっかり放してしまえば、カラーボールは地面に落下していき痛い思いをするだろう。
こんな感じで、力を働かせることでとある物体を支えることもできるんだ。
以上が中学理科で勉強する力のはたらきだよ。
この3つさえ覚えておけば問題ないね。
力のはたらきを覚えると、力の正体がうっすらとわかってくるはずだ。
次は中学理科で勉強する「力の種類」を勉強していこう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いてるKenだよ。眠眠、打破したいね。
中1理科の音の世界でよく出てくるのは、
花火の打ち上げ地点までの距離を計算する問題だ。
たとえば、次のような問題だね。
ある日、花火を鑑賞していたら、花火が光ってから、「ドン」というと効果音が5秒後に聞こえました。さて、花火の打ち上げ地点までの距離を計算してください。ただし、音の速さは毎秒340mとする。
この花火の問題をクリアするには、次の4つの基本と、1つの解き方を押さえておけば大丈夫。
まずは花火問題の基本中の基本だ。
簡単に言ってしまうと、花火というやつは、
の2つの要素にわけられるんだ。
そして、花火の光と音の速さに注目してみると、
花火の光は、音よりものすごく速い。
どれくらい光が速いのかというと、1秒で地球を7.5周するほどなんだ。
一方、音はそれほど速くなくて、
1秒で東京タワーのてっぺんまで登れるぐらいだね。
音もウサインボルトと比較するとなかなかはやいけど、やはり、世界を7.5周もする光とは比べ物にならないほど遅いんだ。
ってことで、花火の光は一瞬で、みんなの目に到達するんだけど、音はちょっと時間がかかる。
だから、
花火が光ってから音がするまでの時間、音が進んだ距離
が花火打ち上げ地点までの距離になってくるんだ。
それじゃあ、さっきの例題を解いてみよう。
ある日、花火を鑑賞していたら、花火が光ってから、「ドン」というと効果音が5秒後に聞こえました。さて、花火の打ち上げ地点までの距離を計算してください。ただし、音の速さは毎秒340mとする。
次の計算式を使えば一発で花火の打ち上げ地点までの距離を計算できるよ。
（花火が光ってから音が聞こえるまでの時間）x（音の速さ）
なぜなら、光は一瞬で目に到達するけど、音はちょっと遅くて、光と音には時差があるからね。
その時差に音の速さをかけて、音が進んできた道のりを計算しようという魂胆さ。
今回の例題では、
だったよね？？
これらのデータから、花火の打ち上げ地点までの距離を計算してやると、
になる。
つまり、花火はその観測者が立っている地点から1700m（1.7km）離れてるってわけ。
花火の距離の問題は案外テストに出てきやすいから、よーく復習しておこう。
また、花火の距離の問題と似ているのが雷の距離を求める問題。
計算の仕方は全くと言っていいほど同じだから雷の問題も解いてみてね。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いてるKenだよ。メープルが攻めてくるね。
中1理科の「身のまわりの現象」という単元では、
「音」についても勉強して行くよね？
その中でも、問題として取り上げられやすいのが、
雷までの距離を求める問題だ。
たとえば、次のような感じ↓
雷が光ってから4秒後にゴロゴロという音がなりました。音の速さを毎秒340mとするとき、雷が落ちた地点までの距離を計算しなさい。
この手の雷問題は、
4つの基本
と
1つの計算手順
で簡単にクリアできちゃうんだ。
まずは雷の基礎から勉強していこう。
雷までの距離を求める問題では、次の4つのことをおさえておけばいいね。
まず、雷の正体が何者かってことだ。
この距離を求める問題では、
雷は、
っていう2つからできていると考えていいよ。
音と光だけだから、何もビビることはないね。
雷の要素の1つの光。
1つおぼえておいて欲しいのが、
光の速さはむちゃくちゃ速い
ってこと。
数字にすると、1秒間に30万キロメートルも進んでしまうほど速いんだ。
想像しやすいように地球規模で考えてみると、光は1秒間に地球を7.5周もしてしまうほど速い。
もう、異次元すぎて、光が体育祭に出ちゃったら新記録を叩き出しまくるだろうよ。
ただ、もう1つの雷の音は、光に比べるとちと遅い。
気温とかにもよるんだけど、音の速さは約、
毎秒340m
なんだ。
340mっていうと、だいたい東京タワーの麓からタワーのてっぺんまでの距離だね。
音は１秒間でこれだけの距離を進むんだ。
人間たちと比べると速い方なんだけど、どうしても光と比べると遅く感じちゃうね。あっちは地球7.5周だもの。
ってことで、雷の光はむちゃくちゃ速いから、雷がどんなに離れていようが、
雷が発生した瞬間に光が、ぼくらの目に到達するんだ。
そこには時差はないと考えていい。
ただ、雷の音はちょっと違う。
一瞬で耳に到達するほど圧倒的に早くないから、雷の光よりも遅れて耳に入るんだ。
だから、雷の光が見えた瞬間から、雷の音が耳に届くまでの時間、音が頑張ってこっちに向かってくるわけだ。
さて、ここまでで雷の問題の基礎は終わり。
せっかくだから雷の距離の求め方の問題を解いていこう。
雷が光ってから4秒後にゴロゴロという音がなりました。音の速さを毎秒340mとするとき、雷が落ちた地点までの距離を計算しなさい。
この手問題の解き方は簡単。
雷が光ってから音が到達するまでの時間に、音の速さをかければいいんだ。
公式っぽく表すと、
（雷までの距離）＝（光ってから音がなるまでの時間）x（音の速さ）
だ。
なぜなら、雷の光は一瞬で目に到達するけど、雷の音はちょっと遅れて音の速さで耳にやってくるからなんだ。
つまり、音が移動した距離だけ観測者と雷が離れているってことがわかるのさ。
今回の問題でいうと、光ってから4秒後に雷の音が聞こえたよね？？
今回は音の速さを毎秒340mとしてるから雷までの距離は、
340 x 4 = 1360 m
になるね。
計算簡単！
こんな感じで、雷までの距離を求める問題が出ても落ち着いて基本を整理して、計算問題をクリアしていこう！
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いているKenだよ。オレンジで補給してるね。
中1理科の身のまわりの世界では、
音
についても勉強していくよ。
その中でも重要なキーワードとなってくるのが、
っていう5つの用語だ。
今日は中学理科で勉強する音の世界を完全制覇するために、音の基礎となるこれらの用語を勉強していこう。
まずは、
っていう2つの用語から見ていこう。
音源とは、
音を発している物体のことだ。
「発音体」は音源の別名で、２つの言葉は同じものを指しているよ。
食料と食べ物の関係に近いかな。
んで、この音源・発音体は、音を出すときに、
必ず振動しているっていうことが重要だ。
たとえば、タンバリンを思い浮かべてほしい。
このタンバリンの音源はこのベルみたいな鈴だ。
タンバリンを鳴らしたときのこのベル部分を拡大してみると、こんな感じで振動しているってわけ。
もし、このベル部分を手で押さえつけて振動しないようにしちゃうと、タンバリンが音を発しなくなっちゃうんだ。
なぜなら、ベルの振動を手で止めてしまったからね。
こんな感じで、音源とは音を発する物体なんだけど、それと同時に、音を出すときは振動しているってことを頭に置いておいてくれ。
続いては、振幅（しんぷく）だ。
振幅とは、
振動の中心からの距離のこと
なんだ。
振幅が大きいほど振動の波の大きさが大きくなって、大きな音になるんだ。
たとえば、タンバリンのベル部分が次のように振動していたとしよう。
このとき、振動の中心からの距離のこの部分が振幅だ。
振動の中心から山のてっぺんまでの長さと覚えておけばいいね。
音の振幅は「音の大きさ」をあらわしているから、
振幅が大きくなればなるほど大きい音になるし、
逆に振幅が小さければ小さいほど小さい音になるってわけ。
次は振動数（しんどうすう）だ。
振動数は、
音源が1秒間に振動する回数のこと
なんだ。
たとえば、タンバリンの振動が１秒間にこんな感じで振動していたとしよう。
このとき、2回同じ振動を繰り返してるから、振動数は2ってことさ。
この振動数が大きくなればなるほど、音が高くなって、
小さくなればなるほど音が低くなるわけね。
振動を山に例えるなら、1秒間あたりの振動数は山の数だ。
山の数が増えれば増えるほど振動数は大きいことになる。
じゃあ、「ヘルツ」って何かっていうと、
振動数の単位のことだ。
つまり、さっきのタンバリンが1秒間に2回振動していたら、
このタンバリンの振動数は「2ヘルツ」ってことになるのね。
ちなみに、この「ヘルツ」っていう単位を英文字で表してやると、
Hz
になるよ。
ヘルツ=Hz
ってわけね。
以上が、「音源・発音体・振幅・振動数・ヘルツ」だよ。
最後に復習しておこう。
音源とは、音を発する物体のことで、音を出すときには振動していて、
別名を発音体ともいう。
音源が振動しているとき、振動の中心からの幅のことを「振幅」って言って、音の大きさをあらわしているね。
1秒間あたりに振動する回数を振動数っていって（単位はヘルツ）、振動数が大きければ大きいほど高い音になる。
音の基本をマスターしたら花火の距離を計算する問題に挑戦してみてね。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いているKenだよ。風で乾かしたね。
中学理科では凸レンズについて詳しく勉強してきたよね？？
時々、凸レンズに関する問題で、
焦点距離を求める問題
っていうのが出題されるんだ。
高校物理になると、焦点距離を求められる公式を習うんだけど、中学理科では範囲外だから勉強しない。
じゃあ、一体、中学理科ではどうやって凸レンズの焦点距離を求めたらいいんだろうね？？
中学理科では主に次の2つのパターンの焦点距離を求める問題が出題されるよ。
早速、それぞれ解き方を見ていこう。
まずは、凸レンズでできる実像が物体と同じ大きさになってる問題。
たとえば、次のような感じ。
りんごを凸レンズから50cmの位置に置いたら、このりんごと同じサイズの実像ができた。じゃあ、この凸レンズの焦点距離はいくつですか？？
っていう問題だ。
このタイプの問題は、
焦点距離がちょうど2倍になる位置に物体を置くと、実像が物体と同じ大きさになる
っていう実像と焦点距離のルールを使ってあげれば解けるはず。
今回は、凸レンズから50cmの位置にりんごを置いてあげたよね？？
実像がちょうど同じ大きさになってるから、この50cmの地点は「焦点距離の2倍の位置」だ。
50cmで焦点距離の2倍の位置ってことは、焦点距離はその半分。
つまり、
25cm
が焦点距離ってわけ。
この手の問題では、物体を置いた位置の凸レンズからの距離をちょうど半分にしてやればいいのね。
続いて、
というパターンの問題だ。
たとえば、次の練習問題を解いてみよう。
りんごを凸レンズの前に置いてあげたら、スクリーンにくっきりと実像がうつった。さて、この凸レンズの焦点距離はいくつ？？
この手の問題は、次の3ステップで解いてみよう。
まずは、物体から出ている光のうち、凸レンズの中心を通る光をかいてあげよう。
スクリーンにぶつかるまで伸ばしてね。
凸レンズの軸に平行な光の道筋をかいてあげよう。
軸に平行な光は、凸レンズを通過すると、凸レンズの焦点を通るんだったね？？
んで、今回の問題では、ちょうどスクリーンの位置でくっきりとした実像ができてるんだ。
ってことは、凸レンズを通る平行な光は屈折して、さっきかいた凸レンズの中心を通る光とスクリーンが交わっている点を通るはず。
あとはもうね、力技。
さっきかいた凸レンズの軸と平行な光と、凸レンズの軸の交点が焦点になるはず。
だから、この交点から、凸レンズまでの距離を定規かなんかで距離を測ってあげればいい。
問題でマス目があるときは、マス目を使えばよしだ。
さっきのリンゴの問題では、焦点距離を定規で測ってみるとちょうど10cmだったよ。
ってことで答えはこの凸レンズの焦点距離は10cmだ。
以上が凸レンズの焦点距離の求め方だったね。
焦点距離の求め方の公式は高校物理じゃないと勉強しないけど、怖がらなくて大丈夫。
の2種類の問題の解き方さえマスターしておけばこっちのもの。
テスト前によーく復習しておこう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いているKenだよ。椅子、チェンジしたね。
中1理科の光の世界っていう単元では、
凸レンズについて詳しく勉強していくよね？？
中でもテストに狙われやすいのが、
凸レンズに見える虚像の作図問題だ。
凸レンズの実像の作図問題は前回マスターしたから、あとは虚像の問題さえ解ければ完璧だ。テストの点数は上がるし、クラスでは、たぶん、モテる。
そこで今日は、この凸レンズの虚像に関する作図問題の解き方をわかりやすく復習していこう。
まずは、虚像の作図問題を解く前に、
凸レンズに見える虚像とはなにか？？
ということを復習して行こう。
虚像について理解するには、次の3つのことを押さえておけば大丈夫。
まずは凸レンズに虚像が見える条件。
虚像を見たい物体を、
凸レンズと焦点の間に置かないといけないんだ。
すると、どうだろう？？
焦点よりも外側に物体を置いていたときにうつっていた実像が見えなくなっちゃったね。
ど、どこ行った！？
「あれ、実像どこ行ったんだろうな・・・・」
と意気消沈しながら凸レンズを物体とは逆側からのぞいて見ると、
物体よりも大きな、上下左右反転していない像
が見えるはずだ。
この像のことを、
虚像（きょぞう）
と呼んでいるんだ。
お次は、凸レンズに見える虚像を作図する問題を一緒に解いていこう。
矢印みたいな物体が、凸レンズの焦点よりも内側に置いてあります。このとき、凸レンズを通して見える虚像を作図しなさい。
この手の問題は、次の4ステップで解けちゃうよ。
まずは、物体から出る光のうち、凸レンズの軸に平行な光の道筋をかいてあげよう。
凸レンズの光の進み方のルールでは、
凸レンズの軸に平行な光は、逆側の焦点を通る
だったね？？
次は、凸レンズの中心を通る光。
凸レンズの光の進み方によると、レンズの中心を通る光は、
そのまままっすぐ進むんだったね？？
あとは、2つかいてみた光の道筋を延長してやるんだ。
すると、たぶん、どこかで2つの光の道筋が交わるはず。
2つの光の交点が見つかったかな？？
ここに、光の道筋がスタートしているパーツをかいてあげよう。
例でいうと、矢印の頭だね。
矢印の頭の位置が確定したら、そのまま矢印の足を下に下ろして、矢印を完成させてやろう。
これで作図完了だ！
虚像が元の物体よりも大きくなっていればオッケー。
以上が、凸レンズの虚像の作図問題の解き方だったね。
の4ステップで解けちゃうね。
凸レンズの虚像の作図問題をマスターしたらついでに「凸レンズの実像の作図問題」も習得しておこう。
そんじゃねー
Ken
