水・清の理科コーナー・・・中学校 理科  トップへ戻る

「第1分野の計算とか、法則がよく分からないな」、「復習してみようかな」という人、応援します。
簡単にまとめてみました。また、(例)として使い方もかきました。役立ててくださいね。

理科の基本 法則(1分野)
1濃度 2密度 3熱量 4音
5反射の法則 6屈折・焦点 7フックの法則 8圧力
9酸化・還元 10質量保存の法則 11化学反応式 12オームの法則
13ジュールの法則 14右ねじの法則 15フレミングの左手の法則 16電磁誘導 レンツの法則
17酸性とアルカリ性 18中和・塩 19力の合成と分解 20浮力(アルキメデスの原理)
21慣性の法則 22仕事の原理 23エネルギー保存の法則




1 濃度

●溶液の濃さ(濃度)は、溶質の質量が、溶液の質量の何%
にあたるかを示します。
溶質・・・溶液に溶けている物です。
溶媒・・・溶かしている液体のことです。
溶液・・・物が溶けてできた液のことです。
濃度(%)=(溶質の質量/溶液全体の質量)×100 (例)水80g塩20g
溶かしました。濃度は何%
(20/(80+20))×100=20   20%


2 密度

●いろいろな物の重さを比べるとき、同じ体積で比べます。cmだと、19.3gの重さがあります。cmだと、7.9gです。の場合は、1gです。このように、物質によってcmの重さは決まっています。 気体の場合は、とても軽いので、1リットルの体積の重さ(g)で比べます。0℃で1気圧の時。
例えば、酸素は、1リットルの重さは、1.4gです。
水素は、とても軽くて、0.09g。
密度は、物質によって決まっていますよ。
密度g/cm=物質の重さ/物質の体積 (例)質量90gで、体積12cmの物質の密度は?
90/12=7.5(g/cm)


3 熱量

●温度の変化は、熱が移動することで起こります。
移動しした熱の量を熱量といいます。
また、熱は、高い方から低い方へ移動します。
・単位はカロリー  cal。
1calは、水1gの温度を1℃だけ上げるのに必要な熱量です。
熱量=(水の質量)×(水の温度変化)  calカロリー (例) 18℃の水100g40℃になったとき、水の得た熱量はどれだけですか?
100×(40−18)=2200(cal)


4音

●音波・・・空気中の振動が波となって伝わっていきます。
真空中では、音を伝える物がないので、音は伝わりません
弦の長さ 弦のはり方 弦の太さ 振動数
高い音 短い 強い 細い 多い
低い音 長い 弱い 太い 少ない
音の速さ=331+0.6×気温  m/秒 (例)気温15℃の時の音の速さはどれだけですか?
331+0.6×15=340 (m/秒)


5 反射の法則

反射の法則
・入射光線や反射光線は、光が当たった点に、たてた垂線の反対側にあり、
同一平面上にある。
・入射角=反射角


6 屈折・焦点

・光がある物質から、違う物質に進む時、その境界面で方向が変わる。
・平行光線を凸レンズに当てると、屈折したあと、一点に集まる
(この点を焦点といいます) 右図のFの点が焦点ですね。

凸レンズによる像

凹レンズによる像


7 フックの法則

バネののび=バネののびる割合×力
*弾性の限度内では、変形の割合は、加えた力に比例します。 
(例)100g重の力を加えたとき、6cmのびるバネがあります。
40g重の力を加えたら、何cmのびるでしょう。
6=割合×100  割合=6÷100=0.06
0.06×40=2.4   答え2.4cm


8圧力

圧力・・・2つの物体が1つの面でふれあっている時、面積1cm
当たり垂直におす力のことです。
圧力=面を垂直におす力/力のはたらく面積  
単位は Kg重/1cm、g重/1cm
(例)12Kgの物体が机の上にあります。机とふれあっている面積は、25cmです。 机にかかる圧力はどれだけですか?
12Kg重/25cm=0.48(Kg重/1cm
*水圧=深さ×1g重/1cm
・10cmの深さの水圧は?→10g重/1cm
1気圧=760mmHg=1013hPa=約1Kg重
*大気圧・・・大気の重さによって生じる圧力です。空気にも重さがありますよ。


9 酸化

・酸化・・・物質が酸素とむすびついて、別の物質ができる化学変化のことですよ。
酸化によってできた物を酸化物といいます。
(例)物質+酸素→酸化物+熱
・還元・・・酸化物から、その一部または、全部の酸素をうばいとる化学変化のことです。 (例)酸化銅+炭素→銅+二酸化炭素
*炭素は還元剤です。炭素は酸化されました。
*酸化銅は還元されました。
*酸化と還元は、同時におこりますね。
・燃焼・・・一度に熱や光の発生をともなう急激な酸化のことです。 (例)マグネシウム+酸素→酸化マグネシウム+光・熱
スチールウール+酸素→酸化鉄+光・熱
・化合・・・物質が他の物質と結びつく化学変化のことです。 (例)鉄+硫黄→硫化鉄
*加熱による化合ですよ
・分解・・・1つの物質が、2種類以上の異なる物質に分かれる化学変化のことです。
(例)炭酸水素ナトリウム→炭酸ナトリウム+二酸化炭素+水
*加熱による分解ですね。

10 質量保存の法則・・・ラボアジェ

*質量保存の法則・・・化学変化がおこる前と化学変化後で、全体の質量は変化しません
(例)水酸化ナトリウム水溶液+塩酸=塩化ナトリウム+水
*酸とアルカリの中和という化学変化ですが、反応前と後で、質量は変化しません。
*気体が発生するばあいも、質量はかわりません。
*定比例の法則・・・1つの化合物については、その成分元素の質量の比は、いつも一定です。 (例)スチールウールを燃焼させると、1.5gのものが1.9gになりました。では、3gのスチールウールを燃焼させると何gになりますか。
1.5:1.9=3:□   □=3.8g

11 化学反応式

*化学変化を化学式を使ってあらわしたものです。
*化学反応式の左辺と右辺の原子の種類と数は、常に等しい
(例)2H +  →  2H
●マグネシウムを空気中で燃焼させる。
2Mg +  → 2MgO
●水を電気分解する。
2H → 2H + 
●銅を空気中で燃焼させる。
2Cu + → 2CuO

12 オームの法則

*オームの法則・・・導線を流れる電流は、電圧に比例し、抵抗に反比例する。
電流I 抵抗R 電圧E とすると、 E=R・I
単位:電流はA、抵抗はΩ、電圧はV 
  
(例)電流回路で、4Ωの抵抗に0.3Aの電流が流れました。どれだけの電圧をかけたか?
4×0.3=1.2  1.2V
*直列回路  
・電流は回路の中で、どこでも同じです。
・電圧は、各抵抗にかかる部分電圧の和になります。
●電流はI=I=I =I  
●電圧は、E=E+E+E
*並列回路 
●電流はI=I+I +I
●電圧は、E=E=E=E
●直列つなぎの抵抗 全抵抗R=R+R+R ●並列つなぎの抵抗 全抵抗
1/R=1/R+1/R+1/R


13 ジュールの法則

*ジュールの法則・・・発熱量は、電流(I)・電圧(V)・時間(t)に比例する。
Q=0.24・I・V・t  
(例)抵抗5Ωの電熱線に30秒間2Aの電流を流しました。発生する熱量は
V=5×2=10  
熱量=0.24×2×10×30=144 (caI)
*電力・・・電流が単位時間にする仕事
電力 P=I×V    I(電流)、 V(電圧) 単位:W ワット
(例)100Vの電圧で3Aの電流が流れる電熱線の電力は
3×100=300 (w)
*電力量・・・ある時間に消費する電気エネルギー
電力量 S=I×V×t=Pt   t(秒)  
単位:W秒、kwh
(例)100V、1000Wの こたつを毎日5時間、10日使いました。消費電力量は?
1000×5×10=50000Wh=50kWh


14 右ねじの法則

電流の流れる向きに右ねじを進ませると、ねじの回転の向きが、磁界の向きを示します。
1本の導線の場合
    
       コイルの場合
  


15 フレミングの左手の法則

磁界の中で、導線に電流を流すと、導線は力を受け
一定の方向に動きます。
*強められる磁界から弱められる磁界のほうに動きます。
(磁石による磁界と電流による磁界の2つを考えます。)
人差し指・・→磁界の向き
中指・・・・・→電流の向き
親指・・・・・→を受ける向き


16 電磁誘導・・・レンツの法則

電磁誘導・・・コイルの中に磁石を出したり入れたりすると、コイルの中の磁界が変化して、電圧が生じコイルに電流が流れます。
*流れる電流・・・・誘導電流と言います。
・「磁界の変化の速さ」「磁界の強さ」「コイルの巻き数」で、誘導電流の強さは変わります。
*レンツの法則・・・誘導電流は、磁石の動きを妨げる磁界をつくるような向きに流れる。(交流)


17 酸性とアルカリ性

・・・水溶液中で、電離して、となる水素原子をもつ化合物です。
酸性の性質
・すっぱい味。青色リトマス紙を赤色に変える。
・金属と反応して、水素を発生。
・水素イオンHをもつ。
・塩酸:HCl → +Cl
アルカリ・・・水溶液中で、電離して、OHとなる水素原子をもつ化合物です。
アルカリ性の性質
・苦み。赤色リトマス紙を青色に変える。
・指につけるとぬるぬるする。
・水酸化物イオンOHをもつ。
・水酸化ナトリウム:NaOH → NaOH


18 中和・塩

中和・・・酸とアルカリを混合すると、性質がうち消されます。
とOHが結びついて、水ができる反応を中和といいます。
中性・・・水溶液が酸性もアルカリ性も示しません。
水溶液中に、HとOHがありません。
 + OH →H
指示薬の色の変化
BTB溶液・・・酸性→黄色、中性→緑色、アルカリ性→青
塩(えん)・・・中和によって水とともにできる物質 HCl+NaOH → NaCl+H


19 力の合成と分解

*力の合成・・・右図で、FとFの合力はFとなります。平行四辺形を作図しましょう。
*力の分解・・・下図のように力FをAとBの2つの方向へ分解すると、FとFとなります。平行四辺形を作図します。


20 浮力(アルキメデスの原理)

*アルキメデスの原理・・・水中にある物体は、その物体と同じ体積の水の重さと同じ大きさの浮力を上向きに受けます。 重さ700g重で、体積が100cmの物体を水の中につけると、何g重になりますか?
*浮力 = 物体の重さ − 水中での重さ 700 − 100 = 600    600g重
*どうして浮力がはたらくの?
・右図のように物体を水に入れると、水圧がかかりますね。
上面の水圧と下面の水圧は、違います。(深さがちがうので)ですから、上向きの力が大きくなります。
下面の力−上面の力=浮力 なのです。


21 慣性の法則

*慣性の法則・・・外から力がはたらかない限り、
@静止している物体いつまでも静止しています。
A運動している物体は、そのままの速さで等速直線運動を続けます。
*地球の引力・・・重力といいます
*等速直線運動・・・物体の速さがいつも同じで、直線上を動く運動
・@の例・・・急に発車した電車に乗っていると、体が後ろに後ろにたおれますね。(そのまま止まっていようとします)
・Aの例・・・自動車に乗っているとき、急ブレーキをかけると、体が前にたおれようとします。(そのまま運動をつづけようとします)
*速さが変わる運動
@力がはたらく運動
A落下運動
*速さ = 距離 ÷ 時間    m/秒、km/時
*平均の速さ・・・移動した距離をかかった時間で割った値です。
*瞬間の速さ・・・短い時間に移動した距離を、その間にかかった時間でわった値です。(物体がある点を通過する時の速さですね。)


22 仕事の原理


*仕事の原理・・・道具や機械を使って仕事をしても、仕事の大きさは変わりません
力で得をしても、距離で損をします。
*仕事の大きさ = 力の大きさ × 動いた距離  
単位は kg重m、g重cm
*仕事率 =仕事の大きさ ÷ 時間
 
単位は kg重m/秒、g重cm/秒
単位時間にする仕事の大きさです。
(例題)左図の仕事は?仕事率は?それぞれ計算しましょう。
●Aがした仕事:15×2=
●Bがした仕事:30×2=
●Aの仕事率:15×2÷10=
●Bの仕事率:30×2÷12=


23 エネルギー保存の法則

*エネルギー・・・他の物体に仕事をする能力がある物体はエネルギーをもっています。
*力学的エネルギーの保存
物体のもつ位置エネルギーと運動エネルギーの和は一定です。
*位置エネルギー・・・高い所にある物体がもっているエネルギーです。
*運動エネルギー・・・動いている物体がもっているエネルギーです。
*エネルギの単位は仕事と同じですよ。
単位は kg重m、g重cm

問題:運動エネルギーが一番大きいのは、図の中のどこでしょう?
*右図のAとEは位置エネルギーが最大ですね。
*でも止まっているので、運動エネルギーはゼロです。
Cは運動エネルギーが最大です。が、位置エネルギー
はゼロです。
*A〜Cまでは、位置エネルギーがだんだん減少。運動エネルギーがだんだん増加。
*C〜Eは、運動エネルギーがだんだん減少。位置エネルギー
がだんだん増加。
*A〜Eのどの点でも、
  位置エネルギー+運動エネルギー=一定

答え:C点
位置エネルギーと運動エネルギーはお互いに、移り変わっています。


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