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【イメージ重視の物理基礎】力のつり合いとは?作用反作用との違いも解説!

  • まずはザックリ理解したい
  • イメージを優先したい
  • 苦手を克服したい

このような方向けに解説をしていきます。

【今回わかること】

  • 力のつり合いとはなにか
  • 作用反作用との違い

力のつり合いは綱引きでイメージできる

いま目の前にあるものから、なにか1つターゲットを決めてください。

決まったらそのターゲットを押してみましょう。

普通に押したときは動いてしまいますよね?

 

次に、「力が働いているのに動かない」という状態について考えてみます。

綱引きで想像してみましょう!

2人の引っ張る力が同じとき、綱はどうなると思いますか?

もちろん、綱はその場から動きません。

運動会であれば盛り上がる場面ですね!

まこと
このように「力を加えても動かないという状態」を『力がつり合っている』と呼びます

 

いまあなたの目の前にある静止しているものは、すべて『力がつり合っている』状態です。

どんな力が働いて静止できているのか、床に置いてある箱を例に考えてみましょう。

力の見つけ方で覚えた方法で、この箱に働く力を書いてみましょう。

  1. 箱の重力
  2. 垂直抗力(床が支える力)

重力と同じ大きさの力で床から支えてもらっているので、箱はその場で静止できています。

どんなものでも重力は働くので、静止できているのであれば何かの力とつり合っているということになります。

まこと
『つり合っている』という言葉に慣れていきましょう!

 

力のつり合い作用反作用の法則の違いは?

力のつり合い作用反作用の関係は、図での見た目が似ていて、ちゃんと区別がつけれていない人が多いです。

以前学習した作用反作用の法則との違いは、注目する物体の数」です。

 

ここでも「床の上に置かれた箱」を例に考えてみましょう。

「力のつり合いとは?」で見たときの図とは少し違い、「箱が床を押す力」が追加されています。

この力は床に働く力だということを、頭の片隅に置いておいてください。

まこと
まずは「力のつりあい」から見ていきましょう!

 

力のつり合いは「1物体の中」での関係

力のつり合いを考えるうえで最も大切なことは「1つの物体に注目する」ということです。

ここでは、箱に働く力に注目してみましょう。

働く力の見つけ方の手順通りに力を書くと、箱には2つの力が働いていることになります。

  1. 箱の重力
  2. 箱の垂直抗力
    (箱が床に押し返される力)

この2つの力が、箱という「1つの物体」に働いているのに箱は動いていない。

これが力のつり合いという関係です。

 

作用反作用は「2物体の間」での関係

作用反作用の関係を考えるうえで最も大切なことは「2物体が触れている部分に注目する」ということです。

ここでは、箱と床の触れている部分に注目しましょう。

のそれぞれが力を受けています。

ここで、作用反作用の法則をザックリ復習しておきましょう。

「押す力」と「押し返される力」の関係

つまり、「押すもの」と「押されるもの」という2つの物体が必ず登場するということです。

今回の例では、押すものが「箱」押されるものが「床」です。

このに注目して、反作用の力の見つけ方を実践してあげればOKです。

「力のつり合い」「作用反作用の関係」を見極める問題の練習をしてみたい方は、こちらの動画をチェックしてみましょう!

まこと
どこに注目するかハッキリさせることで、『力のつり合い』『作用反作用』の区別をつけましょう!

 

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