中3物理【作用・反作用の法則】

このページでは「作用・反作用の法則」を解説しています。

また「作用反作用の関係」と「つり合いの関係」の見分け方も解説。

※合わせて【力のつり合い】も確認しておこう!

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1.作用・反作用の法則

あなたが壁を思いっきり殴ることを考えてみましょう。

壁を思いっきりパンチしてみよう。

そうするとどうですか?

…って自分の手が痛いですよね。

一方で壁はどうでしょう?

壁だって「いてえっ!」って思ってるはずですよね。

 

 

あなたは壁をパンチしました=あなたは壁に力を加えました。

でもあなただって痛い。

ってことはあなたにも力が加わったってことなんです。

 

 

じゃあ誰から?

壁しかないですよね。

 

つまり

「あなたが壁を押す力」があると同時に

「壁があなたを押す力」が発生した

わけです。

 

 

このとき一方の力を作用と呼んだ時、もう一方の力は反作用と呼ばれます。

 

 

力が生じたときには必ずその反作用が同時に存在します。

これを作用・反作用の法則といいます。

 

 

 

2.つり合いと作用・反作用の関係の見分け方

「つり合いの関係にある2力」と「作用・反作用の関係にある2力」は見分けが難しいですよね。

 

 

ここではその見分け方を紹介します。

 

 

そんなのできるよ!という人も、実は応用問題を解くうえでは非常に大事なことなので、ぜひできるようにしておいてください。

 

 

※合わせて→【力のつり合い】←も確認しておこう!

 

 

例題

↓の図のように天井・ばねA・ばねB・おもりをつないだとしましょう。

 

このとき↓の図の矢印のように力がはたらいています。


※ただしばねの重さ・質量は考えないものとします。

 

この力①~力⑦のうち「つり合いの関係にある力」や「作用・反作用の関係にある力」を探します。

 

 

まずは力①~力⑦を言葉で表します。

~~が……を引く(押す)力」という感じで。

この「~~」と「……」は接している物体の名前が入ります

 

 

たとえば

①は「天井」と「ばねA」が接しています。

ということは

天井 が ばねA を引く力」か

ばねA が 天井 を引く力」のどっちか。

 

 

図から判断すると引っ張られているのはばねAです。

天井 が ばねA を引く力」が正解です。

 

 

このように

「何と何が接しているか」に注目して

「~~が……を引く(押す)力」に当てはめてみましょう。

 

 

ほかにも力④を見てみましょう。

 

 

ばねAとばねBが接していますね。

ということは

ばねA が ばねB を引く力」か

ばねB が ばねA を引く力」のどっちか。

 

 

図から判断すると引っ張られているのはばねAです。

ばねB が ばねA を引く力」が正解です。

 

 

 

同様にして

天井 が ばねA を引く力

ばねA が 天井 を引く力

ばねA が ばねB  を引く力

ばねB が ばねA を引く力

ばねB が おもり を引く力

おもりが ばねB を引く力

地球 が おもり を引く力(おもりの重力)

となりますね。(↓の図)

 

 

 

つり合いの関係にある力とは1つの物体にはたらく力どうしの関係です。

 

ロープを太郎君と次郎君が引っ張ってつりあっているとすると

「太郎君がロープを引く力」と「次郎君がロープを引く力」

どちらも「ロープを引く力」がつりあっていますよね。

 

 

つまり「……を引く力」の「……を」の部分が同じものがつり合いの関係にあります。

 

 

 

一方で作用・反作用の関係は・・・

 

 

例えば花子さんが壁をパンチしたときの

花子さんがを押す力」と「花子さんを押す力」の2力です。

 

 

つまり作用反作用の関係にある2力は

 ア が イ を引く(押す)力 イ が ア を引く(押す)力のように

に入る物体が反対になっている2力なんですね。

 

 

では先ほどの例では

 

●つり合いの関係にあるのは・・・

 

「~を」の部分が同じ力なので

「①と④」「③と⑥」「⑤と⑦」

の3組が互いにつり合いの関係にある力です。

 

 

 

●作用・反作用の関係にあるのは・・・

 

「  が  を引く力」と「  が  を引く力」と逆になっている力なので

「①と②」「③と④」「⑤と⑥」

の3組が作用・反作用の関係にある力です。

 

 

POINT!!

・「力」を「~~が……を引く(押す)力」と表現できるように!

※「~~」と「……」には接している物体が入る!

 

・つり合いの関係にある力は「…を引く(押す)」が同じになっている

 

・作用・反作用の関係にある力はを引く力」と「を引く力」と逆になっている。

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