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【イメージ重視の物理基礎】力学で覚える6種類の力とは?

この記事では

  • 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

というひと向けに解説をしていきます。

 

【今回わかること】

  • 力の表し方
  • 覚えなきゃいけない6個の力
  • それぞれの力について
  • 力の見つけ方

 

 

力は矢印で書く

力を感じることはできても、目で見ることはできません。

では、そんな力というものをどうやって紙の上で表現するか。

そこで役に立つのが「矢印」です。

矢印を使って3つのことを表現します。

中学理科で「力の3要素」という小難しい言葉で習ったと思います。

もちろんそんな記憶は抜けてて大丈夫なので安心してください。

まこと
それぞれ整理していきましょう

 

①力の大きさ

力の大きさは矢印の長さで表現します。

  • 力が大きい場合 → 長い矢印
  • 力が小さい場合 → 短い矢印

力がこれくらいのときは、これくらいの長さの矢印にするという細かい決まりはありません。

問題で「1Nを1cmで表せ」などの指定がない限りは、なんとなくの長さで大丈夫です。

 

②力の向き

力の向きは「矢印の向き」で表現します。

  • 下向きに力が働く → 下向きの矢印
  • 右向きに力が働く → 右向きの矢印

力の向きは重要になるので、このあとのそれぞれの力で向きを整理していきましょう。

 

③力の働く場所

中学理科で作用点というものを教わったのは覚えていますか?

聞いたことはあるけど、よくわからず放置していたひとも多いと思います。

この作用点というのは、簡単に言ってしまえば力の働く場所のことです。

スマホを持てば「持っている手」が力の働く場所。

地面に立てば「足の裏」が力の働く場所ということになります。

その作用点を矢印でどうやって表現すればいいのかというと「矢印の書き始める部分(始点)」で表します。

力を書くときは、どこから書き始めているかを先生はチェックしています。

この記事の最後に出てくる「力の見つけ方」も必ずチェックしておいてください。

 

覚える6個の力

物理基礎・高校物理で覚えなければいけない力は次の6個です。

  1. 重力
  2. 垂直抗力
  3. 弾性力
  4. 張力
  5. 摩擦力
  6. 浮力

これらの力の細かい部分まで理解するのは、ある程度物理に慣れてからで大丈夫です。

ただし、今回それぞれの力で必ず覚えて欲しいポイントが2つあります。

  1. 力の向き
  2. 力の大きさ
まこと
それぞれの力について「力の向き」「力の大きさ」を整理していきましょう!

 

それぞれの力について

①重力

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②垂直抗力

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③弾性力

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④張力

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⑤摩擦力

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⑥浮力

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力の見つけ方

物体に働く力をもれなく書く方法を紹介します。

働く力を書き間違えると、そのあと解法手順(後日紹介)通りに解いたところで、全く違う答えが出てしまいます。

なので、作図の最重要ポイントになると思って必ず覚えてください。

と言っても、実際はとてもシンプルです。

【手順②】で書くべき力というのは、覚える6個の力②~⑥のことです。

順番にチェックしていけば漏れを防ぐことはできます。

例えば、

  • 床に触れていれば、垂直抗力が働く
  • ばねに触れていれば、弾性力が働く
  • 糸に触れていれば、張力が働く
  • ザラザラした床に触れていれば、摩擦力が働く
  • 液体に触れていれば、浮力が働く

というように探していきます。

 

実際に作図をしているところが気になる方は、解説動画を参考にしてみてください。

まこと
今回の記事を通して、「6個の力の向きと大きさ」「働く力の見つけ方」をイメージしながら、図として紙の上でも表現できるように練習していきましょう!

 

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