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単語帳
中学1年生 (12-13歳)

力の合力と釣り合い

Resultant Force & Equilibrium

複数の力が一つの物体に働くとき、一つの合力にまとめて考えられます。 同じ向きなら合力は和、反対向きなら大きい力から小さい力を引いた大きさで、向きは大きい側です。 大きさが等しく向きが逆なら合力は0で釣り合い、物体は静止するか等速直線運動をします。 スライダーでF₁とF₂を変え、同じ向き・反対向きの合力と机の上の本の釣り合いを確かめてみましょう。

同じ向きの二力
5 N
3 N
💡 合力とは?
①同じ向きの二力なら合力 = 二力の和
②綱引きで同じ側が引くと力が合わさる
③合力の向きは元の二力と同じ
④合力は二つの力を一つに置き換える力
反対向きの二力
6 N
6 N
🔍 反対向きの合力
①反対向きなら合力 = 大きい力 − 小さい力
②合力の向き = 大きい力の向き
③二力が等しければ合力 = 0 → 釣り合い!
④綱引きで両チームの力が等しければ動かない
力の釣り合い
力の釣り合い条件
合力 = 0(二力の大きさが等しく向きが逆)
釣り合い状態:物体は静止または等速直線運動
同じ向きの合力
F合 = F₁ + F₂
同じ向きの二力は足し合わされる
反対向きの合力
F合 = |F₁ − F₂|
反対向きの二力は差が合力になる
試験ポイント整理
核心整理
合力 = 0 → 釣り合い → 静止または等速直線運動
二力の大きさが等しく向きが逆ならば物体の運動状態は変化しない
🎯 試験ポイント
①合力:複数の力を一つにまとめたもの
②同じ向きの合力 = F₁ + F₂
③反対向きの合力 = |F₁ − F₂|、向きは大きい力の側
④釣り合い:合力 = 0、二力の大きさ等しく向きが逆
⑤釣り合い状態の物体:静止または等速直線運動
例題と単元テスト
例題 1
一つの物体に右へ5 N、左へ3 Nの力が同時に働く。合力の大きさと向きは?
1
反対向きの二力の合力は、大きい力から小さい力を引いた大きさで、向きは大きい力の向きである。
2
5 N - 3 N = 2 Nで、向きはより大きい右向きである。
2 N、右向き
反対向きの合力 = |F1 - F2|、向きは大きい力のほう。
例題 2
机の上に静止した本に8 Nの重力が働く。本が静止しているとき、机が本を押し上げる垂直抗力の大きさは?
1
本が静止しているときは力がつり合っているので合力は0である。
2
重力(下)と垂直抗力(上)が同じ大きさで反対向きでなければならないので、垂直抗力 = 重力 = 8 Nである。
8 N(上向き)
つり合いでは合力0、本は重力 = 垂直抗力で静止する。
単元テスト類題
力の合力とつり合いについての説明として正しいものは?
同じ向きの二力の合力はその差である
力がつり合うと合力は0になる
つり合った物体は必ず静止している
反対向きの二力の合力の向きは小さい力のほうだ
合力が0なら物体の運動状態は変わり続ける
② 力がつり合うと合力は0になる
1
つり合いは合力が0の状態なので②が正しい。
2
同じ向きの合力は二力の和で(①)、つり合いは静止だけでなく等速直線運動も含み(③)、反対向きの合力の向きは大きい力のほうで(④)、合力が0なら運動状態は変わらない(⑤)。
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