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。

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※合わせて【力のつり合い】も確認しておくとわかりやすいです。

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）

そうするとどうですか？もちろん、自分の手が痛いですよね。

一方で壁はどうでしょう？壁に心があれば「いたい！」と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。

ということはあなたにも力が加わったということなんです。

じゃあ誰（何）から力が加わったのか・・・？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。

このようにAからBに力を加えると、その反対にBからAにはたらく力が発生します。このとき一方の力を作用と呼び、もう一方の力は反作用と呼びます。

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」の見分け方を紹介します。

※合わせて→【力のつり合い】←も確認しておこう！

※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。言葉での表し方は「～～　が　……　を引く(押す)力」という形。

この「～～」と「……」の部分には互いに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」のどちらか。

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」のどちらか。

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

①天井　が　ばねA　を引く力

②ばねA　が　天井　を引く力

③ばねA　が　ばねB　 を引く力

④ばねB　が　ばねA　を引く力

⑤ばねB　が　おもり　を引く力

⑥おもりが　ばねB　を引く力

⑦地球　が　おもり　を引く力(おもりの重力)

となります。(↓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」の部分が同じになっています。

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

「花子さんが壁を押す力」と「壁が花子さんを押す力」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」と「　イ　が　ア　を引く(押す)力」のようにアとイに入る物体が反対になっています。

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・・・

「 ア が イ を引く力」と「 イ が ア 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。