中1物理【力のはたらき】

このページでは「力のはたらき」「力の矢印の作図方法」「力の種類」について解説しています。

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中1物理【力の種類と作図方法を解説】

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1.力のはたらき

力をくわえることで、次のようなことができます。

・物体の形を変える。

・物体の運動のようす(速さや向き)を変える。

・物体を支える。

 

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2.力の三要素

力はその大きさ以外に、向きやどの場所に力をくわえるか(=作用点と呼ぶ)という要素があります。

 

この大きさ」「向き」「作用点を力の三要素と言います。

 

この三要素を表すために、力を図示する際は矢印を用います。(↓の図)

力の大きさ

力の大きさを表すとき、単位【N(ニュートン)を用います。

 

地球上では質量1kgの物体にはたらく重力は9.8Nなのですが・・・

中学校では1kgの物体にはたらく重力を10Nとして考えます。

(これは、100gの物体では1Nの力がはたらくということです。)

 

力の作用点

力の作図で最も大切なのは作用点を正しく書けるようになること!

次の①②に分けて覚えておきましょう。

 

①重力や磁力など ”離れていてもはたらく力”

→ 作用点は物体の真ん中(物体の中心)に書くようにします。

 

②重力や磁力以外の力

→ 作用点は物体どうしが接しているところにあります

(つまり物体どうしが接しているところには必ず力がはたらいています。)

 

 

POINT!!

作用点は・・・

・物体どうしが接しているところにある。

・離れていてもはたらく力の場合は、物体の真ん中にある。

 

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3.さまざまな力

ではここから、さまざまな種類の力・そしてその力の作図方法について見ていきます。

重力

■重力

星から受ける力のこと。

作用点・・・物体の中心

向き・・・・下向き(地球の中心に向かう)

 

地球上にある物体は、必ず地球から重力という力を受けています。

重力は、地球と接していなくてもはたらく力です。

 

そのため作用点は物体の中心に書きます。

そこから地球に中心に向かって、すなわち下向きに矢印を書きます

 

※ちなみに重力は星によって異なります。たとえば月での重力は地球での重力の6分の1です。

 

垂直抗力

垂直抗力

机や斜面などが物体を支える力。

作用点・・・物体と机(床や斜面など)の接するところ

向き・・・・接している面から垂直に上向き

机の上に置いてある物体は重力がはたらいています。

しかし重力しかはたらいていなければ・・・物体は机にめりこんで、落下していくはず。

 

そうならないのは、重力とは反対向きの力で、机が物体を支えているからです。

このように支える力を抗力(垂直抗力)といいます。

 

作用点は物体と机が接するところ。

その面から上向きの矢印になります。(正確には接触面に垂直に上向き)

 

弾性力

■弾性力

ばねやゴムが元の形にもどろうとする力。

・作用点・・・おもり(または手など)とばねの接するところ

・向き・・・・のばされた向きと反対または 縮まされた向きと反対

 

ゴムや下敷き、ばねなどを変形させても元の形にもどります。

この元にもどろうとする力を弾性力と言います。

 

ばねを手でのばす場合、作用点は手とばねが接するところにあります。

弾性力は元にもどろうとする力です。

 

よってその向きは、のびた方向(縮んだ方向)と反対向きの矢印になります。

 

摩擦力

■摩擦(まさつ)力

面から受ける、運動をさまたげる力。

・作用点・・・物体と床(または机など)の接するところ

・向き・・・・運動方向と反対向き

机の上に消しゴムをおいて指ではじくとします。

消しゴムは動きます。

 

が、動き続けるわけではなく、途中で止まってしまいます。

これは消しゴムの動く向きとは反対向きに力がはたらいているからです。

 

このように接している面からはたらく、動きをじゃまする力摩擦力と言います。

 

作用点は物体と消しゴムが接するところ。

その面から運動方向と反対向きの矢印になります。

 

磁力

■磁力

磁石による力。

 

磁石はN極とS極があります。

N極とN極どうし・S極とS極どうしを近づけると互いにしりぞけ合う力がはたらきます。

N極とS極を近づけると引き合う力がはたらきます。

磁石に、鉄でできたクギなどを近づけても、クギを引きよせる力がはたらきます。

 

このような磁石によって生じる力を磁力と言います。

 

ここまで紹介した力以外にも浮力や静電気力・張力などさまざまな力があります。

 

POINT!!

・力は矢印で表す。

・力の作用点は・・・

→ ①物体どうしが接しているところにある。

→ ②重力の作用点は物体の真ん中にある。

・「さまざまな力」はどんな力か簡潔に説明できるように。

コメント

  1. とても参考になりました。
    ありがとうございます

    • フロンティア19様
      コメントありがとうございます。
      参考になれば幸いです。
      また機会がありましたらご覧ください。

  2. すごくわかりやすい説明をありがとうございます!
    質問です。一つ一つの矢印の英語の表し方を教えていただけないでしょうか?

    • 理科大好き男様
      コメントありがとうございます。
      英語の表し方、というのは「作用点」などを英語に直す、ということでしょうか?

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小中高生に数・理を教えている関西の現役塾講師です。
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