理科 第1章
物理
解説編
力・圧力・電流・仕事の数値計算
① 導入
式を暗記するだけでは不十分です。何を力・面積・電圧として代入したかを追います。
② 基本概念
重さはN、質量はkg、圧力はPa、仕事はJで表す。電流はA、電圧はV、抵抗はΩである。
③ 図解の読み方
直列では抵抗を足す。並列では枝ごとの電流を足し、各枝の電圧は電源電圧に等しい。
④ 例題 解説
例1
答え：6 N
重さ＝0.60 kg×10 N/kg＝6 N。
例2
答え：200 Pa
圧力＝40 N÷0.20 m²＝200 Pa。
例3
答え：2 A
I＝V÷R＝6 V÷3 Ω＝2 A。
例4
答え：30 J
W＝Fs＝10 N×3.0 m＝30 J。
⑤ 基本問題 解説
5
答え：6 Ω
直列なので2 Ω＋4 Ω＝6 Ω。
6
答え：2 A
I＝12 V÷6 Ω＝2 A。直列の各抵抗にも2 Aが流れる。
7
答え：6 A
並列の枝の電圧は12 V。I＝12÷2＝6 A。
8
答え：3 A（全体9 A）
4 Ωの枝は12÷4＝3 A。全体は6 A＋3 A＝9 A。
9
答え：3000 Pa
150 N÷0.050 m²＝3000 Pa。
⑥ 標準問題 解説
10
答え：12 N
表より1 kgあたり10 N。1.2×10＝12 N。
11
答え：6 Ω
R＝V÷I＝3÷0.50＝6 Ω（他の組でも6）。
12
答え：10 J
500 g＝0.50 kg、重さ＝5 N。W＝5 N×2.0 m＝10 J。
13
答え：24 W
P＝VI＝12 V×2.0 A＝24 W。30秒は電力量を問う場合だけ使う。
⑦ 応用・入試形式 解説
14
答え：5 Ω
R＝V÷I＝2.0÷0.40＝5Ω。表のどの組でも同じ値になることを確認する。
15
答え：6 Ω
まず直列部分：5 Ω＋7 Ω＝12 Ω。次にこの12 Ωと12 Ωを並列にする：1/R＝1/12＋1/12＝2/12＝1/6。よってR＝6 Ω。
16
答え：450 g
表より100 gで2.0 cm伸びるので、比例より9.0 cm分の質量は100×(9.0÷2.0)＝450 g。
17
答え（例）：表のどの組でも質量：伸びの比が100：2.0で一定であり、グラフにすると原点を通る直線になるため比例といえる。
⑧ 確認テスト 解説
18：15 N。1.5×10＝15。
19：200 Pa。60÷0.30＝200。
20：2 A。8÷4＝2。
21：60 J。15×4＝60。
⑨ 完全解説
計算では、gと単位換算（g→kg、cm²→m²）を先に確認する。式に単位を入れると誤りを見つけやすい。