本当に直線?ばねの伸びと力の関係を確かめてみよう!

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フックの法則を確かめるための実験の紹介です。中学1年生用の実験で、基本的なものなのですが、浮力の実験で使うおもりを再利用しました。

中学受験では「バネの伸びは力に比例する」ということが、グラフとなってよく出題されます。しかし、その関係が実際に一次の式、直線で表せるのかどうかについては、小学校で確かめていない生徒もいるようです(もちろん実験をしてたしかめた生徒もいます)。

この実験では、実際にバネにおもりをつるして、その時のバネの伸びを定規で計測し、グラフを描いてみて、フックの法則がなりたっているのかどうかを調べるための実験です。

写真にあるように左側にばねばかり、右側に通常のばねを取り付けました。ばねに吊るすおもりについては、浮力で使う35グラム、70グラムのおもりを再利用しました。このバネにおもりを引っ掛けていきます。

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フックは大クリップを曲げて作りました。

左側にあるニュートンバネばかりは、そこにおもりがつるされたときに、グラムとニュートンの比較をするために使うものです。なかなかニュートンという単位が身近ではないため、実際に確認をするために使います。

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実際に実験をしてみると非常にきれいに直線が描けると言うことがわかります。簡単にできるためおすすめです。

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注意することとしては、クランプのハサミでバネにはしっかりはさむように、途中で落ちないようにネジをしっかりとしめることと、おもりをバネに急に引っ掛けて、バネを伸ばしすぎて壊さないようにすることです。またいいたずらが多く、バネを引き伸ばして壊してしまう生徒が多いため、バネは1回ずつ回収をするといいと思います。

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プロフィール

桑子 研
桑子 研理科教師。全国で教員向けの物理実験講座、ICT活用講座、子供向けの科学実験講座、時短セミナーなどを行っている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)など10冊。

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