塾なし中学受験の家庭向け勉強法：ふりこを教えます！1往復する時間を決める条件と実験の読み取り方

「ふりこの1往復の時間は、おもりを重くすると長くなると思っていた」「くぎにひっかかるふりこの問題で、どう計算すればいいか分からない」

ふりこは、中学受験の理科の物理分野で、よく出題される単元です。1往復する時間を決める条件を実験の表から読み取る問題や、長さと時間の関係を使う計算問題、おもりが物にぶつかる問題などが出ます。

この記事では、塾なしで中学受験を目指すご家庭に向けて、ふりこの1往復する時間を決める条件、実験の比べ方、よく出る応用問題を整理し、家での覚え方をまとめました。

ふりこの基本

糸の先におもりをつけて、ゆらすようにしたものを「ふりこ」といいます。

• 支点：糸をとめている点
• ふりこの長さ：支点から、おもりの中心（重心）までの長さ
• ふれはば：おもりをはなした位置と、いちばん低い位置とのずれ
• 1往復する時間：おもりがはなした位置から動いて、また元の位置にもどってくるまでの時間（周期）

1往復する時間を決める条件

ふりこの1往復する時間は、ふりこの長さだけで決まります。

条件	1往復する時間
ふりこの長さを長くする	長くなる
おもりの重さを重くする	変わらない
ふれはばを大きくする	変わらない（ふれはばが小さいとき）

ふりこの1往復する時間は「長さ」だけで決まります。重さやふれはばでは変わりません。

長さと1往復する時間の関係

ふりこの長さと1往復する時間には、次のような関係があります。

ふりこの長さ	25cm	50cm	100cm	225cm
1往復する時間	約1.0秒	約1.4秒	約2.0秒	約3.0秒

長さが4倍になると時間は2倍、長さが9倍になると時間は3倍になります。つまり、「同じ数を2回かけた数」倍の長さで、時間がその数倍になります。

長さ4倍で時間2倍、長さ9倍で時間3倍。長さを2倍にしても、時間は2倍にはなりません。

時間を2倍にするには、長さを2×2＝4倍にします。25×4＝100cmです。

条件をそろえた実験

ふりこの実験では、調べたい条件だけを変え、それ以外の条件はそろえて比べます。

ふりこ	長さ	おもりの重さ	ふれはば	1往復する時間
ア	50cm	20g	10°	約1.4秒
イ	50cm	40g	10°	約1.4秒
ウ	100cm	20g	10°	約2.0秒
エ	50cm	20g	20°	約1.4秒

重さだけがちがうアとイを比べます。時間が同じなので、おもりの重さでは1往復する時間は変わらないことが分かります。

時間を正確にはかる工夫

1往復の時間は短いので、そのままはかると誤差が大きくなります。そこで、10往復する時間をはかって10でわり、さらに何回かはかって平均を出します。

おもりのつなぎ方に注意

おもりを2個にするとき、糸の先に縦につなげると、おもり全体の中心が下がり、ふりこの長さが長くなります。重さの影響だけを調べるときは、おもりを同じ位置に横に並べるようにつるします。

おもりを縦につなぐと「長さ」が変わってしまいます。重さを調べるときは同じ位置につるします。

くぎにかかるふりこ

支点の真下にくぎを打つと、おもりが真ん中を過ぎたところで糸がくぎにかかり、短いふりことしてふれます。

片側は長さ100cmのふりことして半往復（1.0秒）、反対側はくぎから先の長さ25cmのふりことして半往復（0.5秒）します。合わせて1.0＋0.5＝1.5秒です。

おもりの速さと衝突

ふりこのおもりは、いちばん低い位置で最も速くなります。また、おもりは、はなした高さと同じ高さまで上がります。

おもりを木片などにぶつける実験では、次のことが分かります。

• はなす高さを高くすると、おもりの速さが速くなり、木片は遠くまで動く
• おもりを重くすると、木片は遠くまで動く

1往復する時間には重さは関係ありませんが、物を動かすはたらきには、重さも速さも関係します。区別して覚えましょう。

よくあるまちがいと対策

• おもりを重くすると1往復の時間が長くなると答える：時間は長さだけで決まる
• 長さを2倍にすると時間も2倍と考える：時間を2倍にするには長さ4倍
• ふりこの長さを、支点から糸のはしまでと考える：支点から、おもりの中心まで
• くぎの問題で、両側を同じ長さのふりことして計算する：半往復ずつ別々に考える

家庭での覚え方のコツ

5円玉と糸でふりこを作る

5円玉や小さなおもりを糸につるして、ふりこを作ってみましょう。糸の長さを変えたり、5円玉の枚数を変えたりして、10往復の時間をはかって比べると、「長さだけで決まる」ことが自分で確かめられます。

ブランコで考える

公園のブランコは、大きなふりこです。大人と子どもが乗っても、ゆれる速さ（1往復の時間）はほとんど変わらないことを、親子で話してみてください。

表の読み取りを練習する

ふりこの問題は、実験の表を読み取る形がほとんどです。「どの条件がちがう？」「時間は変わった？」と、1列ずつ確認する練習をしましょう。

ふりこのよくある質問

何年生で学びますか？

小学校の理科では、5年生でふりこの運動を学びます。中学受験向けの教材では、5〜6年生ごろに学び、てこやばねと並ぶ物理分野の重要単元です。

計算問題はどのくらい出ますか？

長さと時間の関係（4倍で2倍、9倍で3倍）や、くぎにかかるふりこの計算はよく出ます。まずは表の数字を覚え、比で考えられるようにしましょう。

ほかの物理の単元とどうつながりますか？

「条件をそろえて比べる」実験の考え方は、電磁石など、ほかの単元でも使います。てこのつり合いやばねののびもあわせて確認しましょう。

練習問題にチャレンジ

答え

問題1：ふりこの長さを長くします。

問題2：変わりません。

問題3：時間を3倍にするには長さを3×3＝9倍にします。25×9＝225cmです。

問題4：片側は225cmのふりこで半往復1.5秒、反対側はくぎから先の100cmのふりこで半往復1.0秒です。合わせて2.5秒です。

練習プリント（無料）

この記事の内容をたしかめる「初級」の練習プリントです。問題1ページと、解答・要点まとめ1ページのA4のPDFです。印刷して使ってください。

まとめ：ふりこは「長さだけで決まる」

ふりこの1往復する時間は、ふりこの長さだけで決まり、おもりの重さやふれはばでは変わりません。長さが4倍で時間は2倍、9倍で3倍です。実験では条件をそろえて比べ、くぎにかかるふりこは半往復ずつ分けて考えましょう。

物理分野のほかの単元は、てこ、ばね、光と音で解説しています。