中3物理【力のつり合い】

この単元の理解を深めるには以下の単元を押さえておきましょう。
【力のはたらき】

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1.力を図示する

物体に加わる力は矢印で表されましたね。

この中でもっとも大事なのは作用点=力のはたらく場所です。
作用点は物体同士が接しているところにあるんです。

床に物体が置いてあったとしましょう。
このとき床と物体が接しています。
その接している面に作用点がある(力がはたらいている)ということです。

ただし例外もあります。
・接していなくてもはたらく力
重力・磁力・静電気力の3つです。
・特に重力を図示する場合はその作用点は物体の真ん中に書きます。
⇒向きは必ず地球の中心に向かう方向、つまり下向き

では↓のように、
天井・ばね・おもりの図を考えてみます。

ここで
①おもりにはたらく重力
②ばねが天井を引く力
③おもりがばねを引く力を作図してみます。

①おもりにはたらく重力

重力なので作用点はおもりの真ん中
そこから下向きに矢印を引く。

②ばねが天井を引く力

“ばね”“天井”」と書いているので作用点はばねと天井の接しているところ
そして天井を引っ張るので下向きの矢印になります。

③おもりがばねを引く力

“おもり”“ばね”」と書いているので作用点はおもりとばねの接しているところ
ばねを引くので下向きの矢印になります。

2.力のつり合い

AくんとBくんが↓のようにロープを使って綱引きしているとしましょう。

「Aくんがロープを引く力」「Bくんがロープを引く力」を書いてみると↓の図のようになりますね。

この2つの力の大きさが等しければロープは左右のどちらにも動かないですね。
このようなとき「2力がつりあっている」と言います。
言い換えると
2つの力が打ち消し合っている
・つまり力がはたらいていないのと同じ状態になっている
このとき運動のようすが変化しません(この場合は静止したまま)

この2力を見比べると以下の条件を満たしています。
力の大きさは同じ
力の向きは互いに逆向き
力は同一直線上にある

3.力がつりあっているときの運動の状態

■力がつりあっているときは運動の状態は変化しない
次の2点を抑えておきましょう。

①静止している物体
静止し続けている物体
⇒つまり物体にはたらく力はすべてつりあっているということ。

②等速直線運動をしている物体
物体が等速直線運動をし続けている=運動の状態(速さ・向き)が変化しない
⇒つまり物体にはたらく力はすべてつりあっているということ。

反対に
力がつりあっているとき運動の状態は変化しません
①静止している物体は静止したまま。
②等速直線運動をしている物体は等速直線運動をしたまま。

■このページのポイント

・力を矢印で作図できるように。特に作用点を正確に。
・力がつりあっている⇒運動の状態は変化しない。
・力がつりあっているとき速さは変化しない!

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