力のつりあいに関する問題 | 中学受験　田中貴.com

2020年フェリス中学の問題です。

1つの物体を、両側から反対向きに同じ大きさの力で引っ張ると、静止して動きません。
この原理を用いて、ばねの性質について考えてみましょう。ただし、ばねの重さは考えないものとします。

図1のように、5cmのばねAの上端を棒に固定し、下端に50gのおもりをつるしたところ、ばねはのびて、全体の長さが7cmになりました。

１
以下の文の（　　）にあてはまる語や数字を答えなさい。
ばねAは下端を、（ア）gぶんの力で（イ）向きに、おもりから引っ張られています。
このときばねAは静止しているので、上記の原理から、上端を、（ウ）gぶんの力で（エ）向きに、（オ）から引っ張られています。

２　図2のように、ばねAを横にして両端にひもをつけ、それぞれのひもをかっ車にかけて50gのおもりをつるしました。1と同様に考えると、ばね全体の長さは何cmになりますか。

ばねAのかわりに、性質の異なるばねBを用いて、図1と同じ実験をしました。8cmのばねBの上端を棒に固定し、下端に50gのおもりをっるしたところ、ばねはのびて、全体の長さが12cmになりました。
このばねBとばねAの両方を用いて、以下の実験をしました。

３　図3のように、ばねAの下端にばねBをつるし、ばねBの下端に50gのおもりをつるしました。このとき、以下の文の（）にあてはまる語や数字を答えなさい。

全体が静止しているので、AとBのばねを一つの物体として考えると、ばねAの上端は（カ）gぶんの力で（キ）向きに、ばねBの下端は（ク）gぶんの力で
（ケ）向きに引っ張られています。いっぽう、それぞれのばねだけで考えると、ばねAの下端は（コ）gぶんの力で（サ）向きに（シ）から引っ張られており、ばねBの上端は（ス）gぶんの力で（セ）向きに（ソ）から引っ
張られています。
4　３のとき、全体の長さは何cmになりますか。

【解説と解答】
１ばねAは下端を、50gぶんの力で下向きに、おもりから引っ張られています。このときばねAは静止しているので、上記の原理から、上端を、50gぶんの力で上向きに、棒から引っ張られています。
（答え）ア　50 イ　下　ウ　50 エ　上　オ　棒

２ 50gで引っ張られているのと同じです。
（答え）7

３全体が静止しているので、AとBのばねを一つの物体として考えると、ばねAの上端は50gぶんの力で上向きに、ばねBの下端は50gぶんの力で下向きに引っ張られています。いっぽう、それぞれのばねだけで考えると、ばねAの下端は50gぶんの力で下向きにばねBから引っ張られており、ばねBの上端は50gぶんの力で上向きにばねAから引っ張られています。
（答え）カ　50 キ　上　ク　50 ケ　下　コ　50 サ　下　シ　ばねＢス　50 　セ　上　ソ　ばねＡ

４ Aは7cm、Bは12cmですから合計19cmになります。
（答え）19