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理科力重さのある棒と重心・圧力(てこの応用・棒を支える力・面をおす力)

理科てこ・ばね(計算)小6(小5の終わりから)39問

重心とは・重さのある棒のてこ・棒を2か所で支える力(ばねばかり・台)・かたむき始める重さ・太さが一様でない棒の重心・つないだ棒・重心と安定・積み木・圧力(1cm²あたりの重さ)・レンガの置き方・水の深さと水のおす力

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単元の説明と例題は無料で読めます。練習問題・確認テスト・学習の記録は中学受験コース(会員・月額500円)で使えます。

この教材でできるようになること

レッスンの内容

レッスン1 重心と重さのある棒

重心=重さが集まる点/一様な棒は真ん中/棒の重さを重心にかけててこの計算

めやす15分

レッスン2 棒を2か所で支える

片方を支点にしてもう片方を求める/合計は全体の重さ

めやす15分

レッスン3 重心の位置と倒れにくさ

目もりの合計が重さ/片はしを支点にして重心を出す/重心が低いほど倒れにくい

めやす18分

レッスン4 圧力と水のおす力

1cm²あたりの重さ=重さ÷面積/水のおす力は深さに比例・どの向きにも

めやす18分

例題を1問やってみよう

AB支点重心30cm30cm

太さが一様な長さ60cmの棒は、真ん中(30cm)が重心

長さ100cm・重さ60gの太さが一様な棒ABを、Aから30cmの所で支えた(図)。

①棒の重心は、Aから何cmの所?

(   )cm

②棒の重さが棒を回そうとするはたらき(棒の重さ×支点から重心までの距離)はいくつ?

(   )

③Aに何gのおもりをつるすと、棒は水平につり合う?

(   )g

答えと解き方を見る

答え ① 50cm ② 1200 ③ 40g

わかっていること 分かっている:棒100cm・60g(太さが一様)、支点はAから30cm。求める:Aにつるすおもり。

考え方 重さのある棒は、棒の重さが重心(太さが一様なら真ん中)に集まっていると考える。あとはふつうのてこと同じように、左右の(重さ×支点からの距離)を等しくする。

  1. ①重心は真ん中:100÷2=50cm
  2. ②支点から重心まで50-30=20cm→60×20=1200
  3. ③Aは支点から30cm:□×30=1200→□=40(g)

たしかめ 40×30=1200と60×20=1200で等しい。支点が重心よりA寄りなので、そのままではB側が下がる→Aにおもりがいる。

よくあるまちがい

よくあるつまずき棒の重さを忘れる:重さのある棒では、棒の重さ×支点から重心までの距離 も回すはたらきに入る。
支点が重心(真ん中)にあるときは、棒の重さは左右どちらにも回さないので、計算に入れなくてよい。
よくあるつまずき「2つで半分ずつ支える」と決めつけない。おもりの位置で分け方が変わる。
最後に、反対がわを支点にして 計算しなおすとたしかめになる。
よくあるつまずき「重心はいつも真ん中」と決めつけない。太さや材料がちがう棒では、重い方に寄る。
重心の位置を求めるときは、合計(全体の重さ) を先に出すと式が立てやすい。
よくあるつまずき「重い物ほど深くへこむ」とはかぎらない。重さを 面積でわって くらべる。
水がおす力は 下向きだけではない。横からも、下から上向きにもはたらく。

教材のつくり

説明と例題 → 手助けつき(3段階のヒント)→ 自力 → 確認テスト → 数日あとにもう一度、の順で身につけます。まちがえたときは「どこでつまずいたか」を聞き返します。

段階問題数
手助けつき練習7問
自力の練習9問
応用5問
確認テストA6問
確認テストB6問
後日の確認6問

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出典・この教材の範囲

図と実験の数は 教材用に理想化したもの・仮想データ です(糸・ばねばかりの重さやまさつは考えない。棒の重さは問題に書いてあるときだけ考える)。圧力は 1cm²あたりにかかる重さ(g) であらわし、中学校で習うN(ニュートン)・Pa(パスカル)の計算はあつかいません。浮力の計算 は「ばねと浮力」の教材であつかうので、ここでは水のおす力とのつながりをふれるだけです。空気のおす力(気圧)もあつかいません。答えはプログラムで計算しなおしています。

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