中3物理【力の合成】

このページでは「力の合成」「合力の作図方法」について解説しています。

力の合成の動画による解説はこちら↓↓↓

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1.力の表し方

重力や摩擦力、磁力などの物体にはたらく「力」。

力は「大きさ」「向き」「作用点」の3つの要素があります。(力の3要素と呼ぶ)

 

これを表すためには矢印を使います。

・力の向き・・・・力の加わる方向のこと。

・力の大きさ・・・単位は【N】(ニュートン)。

・作用点・・・・・力のはたらく場所のこと。

※より詳しいことを知りたい場合は→【力のはたらき】←を参考にしてください。

 

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2.力の合成

■力の合成

2つ以上の力を1つにまとめること。

 

■合力

力の合成によってまとめられた力のこと。

 

力の合成の作図には3つのパターンがあります。

①2つの力が同じ向きの場合

②2つの力が反対向きの場合

③2つの力が角を持っている場合

この3つについてそれぞれ作図方法を見ていきましょう。

 

①2つの力が同じ向きの場合

物体にF1・F2の力が働いているとします。(↓の図)

合成するときは、2つの矢印の長さを測り、つなぎましょう。(↓の図)

②2つの力が反対向きの場合

物体にF1・F2の力が働いているとします。(↓の図)

合成するときは、2つの矢印の長さを測り、長い方から短い方を引きましょう。(↓の図)

 

③2つの力が角を持っている場合

物体にF1・F2の力が働いているとします。(↓の図)

このような場合は、F1とF2を辺とする平行四辺形を書きます。(↓の図)

三角定規などを使ってF1と平行な線を引きます。(↓の図)

同様にF2と平行な線を引きます。(↓の図)

F1・F2の作用点から、平行四辺形の対角線に沿って矢印を引きます。

これがF1・F2の合力になります。(↓の図)

POINT!!

力の合成 → 互いの矢印を辺とする平行四辺形を作図する!

合成したい力が平行四辺形の辺になるようにする。)

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3.3力のつり合いの作図

※この項目の動画による解説はこちら↓↓↓

F1・F2があります。(↓の図)

この2力とつり合う3つ目の力を作図します。

まずF1・F2を合成します。F1・F2を辺とする平行四辺形を書きます。(↓の図)

F1・F2の作用点から対角線に沿って矢印を書きます。これがF1・F2の合力です。(↓の図)

F1・F2とつり合う3つ目の力は、この合力とつり合う力に等しいはず。

この合力と反対向き・同じ大きさの矢印を書きます。これが答えです。(↓の図)

※力の分解の作図についてはこちらを参考に。→【力の分解】←

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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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