中1物理【力のはたらき】

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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。
・物体の運動の状態(速さや向き)を変える。
・物体を支える。

2.力の三要素

力はその大きさ以外にも、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)

ここで大事なのは作用点を正しく作図できるようになること。

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。)

ただし接していなくても(離れていても)力がはたらく場合もあります。
その場合は作用点は物体の中心に書きます。

力の大きさは、単位N(ニュートン)を用います。
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とすることがほとんどです。
(これは、100gの物体では1Nの力がはたらくということです。)

3.さまざまな力

■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。
地球と接していなくてもはたらく力なので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
机や斜面などが物体を支える力。
作用点・・・物体と机(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・・・
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
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、のばされた方向(縮まされた方向)と反対向きの矢印になります。


■摩擦力
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。


このほかにも

浮力や静電気力・張力など

さまざまな力があります。

■このページのポイント

・力は矢印で表す。
・力の作用点を正しく示せるように。
・「さまざまな力」はどんな力か簡潔に説明できるように。

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