物理学Ⅰ›力と運動

ニュートン運動法則

Newton's Laws of Motion

3つの運動法則の直感
🍎 ニュートンの3法則一覧
①第1法則(慣性):力がなければ運動状態は変わらない — バス急停車で体が前に倒れる理由
②第2法則(加速度):F = ma — 力が大きく質量が小さいほど加速度大
③第3法則(作用-反作用):壁を押すと壁も同じ大きさで押し返す
F = ma の可視化
5 kg
20 N
💡 観察ポイント
①力(F)を増やせば加速度(a)も比例して増加
②質量(m)を増やせば同じ力でも加速度が減少
③質量は運動変化への抵抗=慣性の大きさ
ニュートン第2法則の公式
ニュートン第2法則
F = ma
力(N) = 質量(kg) × 加速度(m/s²)
加速度の式
a = Fm
加速度は力に比例、質量に反比例
単位:ニュートン(N)
1 N = 1 kg · m/s²
1 kgの物体を1 m/s²加速するのに必要な力
作用-反作用の法則
🤝 第3法則:作用と反作用
①机を押すと机も同じ大きさで押し返す
②ロケットがガスを後ろへ押せばガスがロケットを前へ押す
③作用-反作用は異なる物体に作用 → 打ち消されない!
総まとめ
ニュートン運動法則の核心
Fnet = ma (合力 = 質量 × 加速度)
第1:F=0→等速/静止、第2:F=ma、第3:F₁₂=-F₂₁
🎯 試験ポイント
①F = maのFは合力 — すべての力のベクトル和
②質量mが大きいほど慣性大(運動変化が困難)
③作用-反作用は2物体間の関係、同一物体ではない
④水平面上:垂直方向N=mg、水平方向F=ma
⑤必ず自由物体図(FBD)を描いてから解く