中1 いろいろな力 わかりやすく

力を矢印で表す

床に置いた箱一つにも、力はいくつも同時にはたらいている。地球は箱を下に引き、床は箱を上におし返し、横に磁石があれば磁石のほうへ引かれ、床はその引きにたえる摩擦力を出す。これらの力を一枚の図に矢印でかいておくと、どの力がどの力とつり合っているか、箱がなぜ動かないかがひと目でわかる。

図では1 Nを同じ長さでかいている。赤の重力と青の垂直抗力はどちらも10 Nなので長さが等しく、向きだけが逆である。磁石が引く力を0 Nから5 Nまで上げると、緑の磁力とオレンジの摩擦力がいっしょにのびるが、箱が止まっている間、二つの矢印はいつも同じ長さである。矢印の始まりの点は作用点で、重力と磁力は箱の中心に、床から受ける垂直抗力と摩擦力は床とふれている面にある。

ふれていないと生じない力、離れていてもはたらく力

重力はふれ合っていないと生じないと思いがちだが、空中に投げたボールも落ちてくるように、地球とふれていなくてもはたらく。また、摩擦力は物体が動いているときだけ生じると考える人が多いが、図のように箱が止まっていても、引く力があれば同じ大きさでたえる摩擦力が生じる。引く力が0なら摩擦力も0である。

力の大きさと単位

試験ポイント整理

この図で上下の力と左右の力がそれぞれ組になって箱が止まっていたのは、力のつり合いである。次の章では重力と弾性力をくわしく見て、ばねののびで力の大きさをはかる方法を学ぶ。摩擦力がどこまでたえて箱を動かしはじめるかは、摩擦力の章で続ける。

例題と単元テスト

力の問題では、まず物体を一つ決め、その物体にはたらく力を一つずつ書き出す。それぞれの力について、何がおよぼす力か、ふれ合って生じるのか離れていても生じるのか、向きはどちらかを確かめ、矢印の長さを大きさに合わせてかけば、接触力と非接触力を分ける問題と大きさをくらべる問題をいっしょに解ける。