Question

たんしお

急ぎです💦下線部ｂの時、棒磁石が支柱から受ける垂直抗力の大きさは何Nか求めよ。ただし小数第一位まで求めよ。

答えは0.1なのですがなぜ0.1になるのか解説お願いします！0.3だと思ったのですが...

2/次の各問に答えよ。 さで
バネとコイルと棒磁石を用いた実験を行った。次の各問に答えよ。ただし,100gの物体にはたらく重
カの大きさを1Nとする。コイルをつなぐ導線やコイルをつるす糸の質量はないものとする。また,コ
イルをつなぐ導線はコイルの運動に影響を与えず,コイルは棒磁石より上で運動するものとする。
え 文
実験1 バネにおもりをつるして,パネ
に加える力の大きさとバネの長さ
を調べ、図1のグラフに表した。
実験2 図2のように木製の支柱に 「実
1験1」のパネをつるし,パネにコル
イルを糸でつるした。 ①バネは4
Cm伸びて静止した。 コイルの中心
の真下に,質量30gの棒磁石をN
極を上にして置いた。
次に,図3のように検流計をコイルにつなぎ,コイルを手で引き下げて静止させた。手をは
なすとコイルは上昇し, 検流計の針が+にふれた。コイルは上昇した後にa下降し,その後上
昇し,上下に動き続けた。
実験3 実験2の検流計のかわりに手回し発電機をつないで回すと, コイルは上昇した。手回し発電
機を回し続けると,コイルはb①のときより1cm上の位置で静止した。
図1
図2
0(図3で)
N
バネ
コイル
0
0.5
カの大きさ(N)
H 枠磁石,
合 不
木製の文柱
検流計
kOWW
バネの長さ()

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

怪盗オメガ

どうして0.3だと思いましたか？

たんしお

棒磁石の質量が30gなので垂直抗力もそうじゃないかと…🤔

怪盗オメガ

了解です。
順番に考えます。

まず図2の場合、バネはどれだけ伸び、その時の力はいくつになりましたか。

たんしお

4cm伸び、力は0.4Nになります

怪盗オメガ

そうですよね。
図3の実験の結果、バネの伸びはどうなりましたか。

たんしお

3cm伸びて力は0.4Nになります

怪盗オメガ

すみません。間違えました。

「4cm伸び、力は0.4Nになります」ではないですよね。
グラフを確認してみてください。

たんしお

すみません、グラフを見たのですが分からなかったので教えてもらってもよろしいですか？

怪盗オメガ

グラフで4cmの伸びは何Nになりますか。

たんしお

0.4Nです

怪盗オメガ

もう一度グラフを見てください。
そうは読み取れないと思います。

たんしお

4cmの伸び=バネの長さは7cmでは無いんですか？

たんしお

当たってしまいもうベストアンサーにしてしまいました🙏🏻引き続き教えてください！

怪盗オメガ

グラフを見ると力がかかっていない状況でもバネは伸びていますよね。

たんしお

3cm(力がかかっていない状態)はバネの自然長では無いんですか？
だからバネの伸びが4cmになる時はバネの長さは7cm、力の大きさは0.4Nだと思ったのですが…

何度も質問してしまいすみません！

怪盗オメガ

すみません。
問題をきちんと読んでいなかったようです。
考え方としてたんしおさんの言う通りでした。

改めてここから考えます。

図3の状態で図2の時よりも1cm上になっていると書いてあります。
この時のバネの伸びはいくつになりますか。

怪盗オメガ

もう一度問題見たのですが、答えは0.1で合ってるんですよね？

たんしお

図3の状態のバネの伸びは3cmで力は0.3Nです。

私ももう一度答えを確認しましたが、やはり0.1でした。

怪盗オメガ

1cm上がったということは、磁力を受けてその反発で持ち上がったということなので、力としては下から0.1Nの力を受けたということになります。

ここで棒磁石について考えます。
棒磁石は30gなので、それだけでは垂直抗力は0.3Nです。
ただしこれにコイルを持ち上げた力の反作用分が加わるため

0.3+0.1=0.4N

になります。
答え間違ってませんか？

たんしお

解説とても分かりやすくて私も納得したのですが、0.1はどこから出てきたのでしょうか……🤔

このプリントの大問2の問5ですが0.1になってます...
入試問題なので答えが間違っているということはないと思います。

怪盗オメガ

0.1はコイルを持ち上げている力です。

答えは？？？　0.4だと思うのですが・・・

たんしお

なるほど😳

なぜ0.1になるんでしょうね😭