力のはたらき
・物体を変形させる
・物体を支える
・物体の動き(速さや向き)を変える
力の種類
弾性力、
重力、
抗力(垂直抗力)、
摩擦力、
磁力、
電気の力など
力の単位を表すのはニュートン(N)、
100gの物体に働く重力の大きさは約1Nである。
力の三要素
作用点(力のはたらく点)、大きさ、向き
力は矢印で表す
力の大きさだけなら数字で表すことができるが、作用点、向きもふくめて表すために矢印が用いられる。
物体に２力がはたらいていて、物体が静止している場合、これらの２力は「つりあっている」という。
2力のつりあう条件
①2力は同じ大きさである。
②2力の向きが反対である。
③2力は同一直線上にある。
単位面積に垂直にはたらく力の大きさを圧力という。
圧力を求める式
圧力(Pa)=
力(N)
面積(m2)
単位PaまたはN/m2 [1Pa=1N/m2]
大気圧
空気の重さによる圧力を大気圧(気圧)という。
大気圧は、あらゆる向きから物体の表面に垂直にはたらく。
気圧の単位はhPa(ヘクトパスカル)が用いられる ※ 1hPa=100Pa
2つの力と同じはたらきの1つの力をもとの2力の合力という。
合力を求めることを力の合成という。
同じ方向なら和、反対方向なら差になる。
【例】
F1は右向き、大きさ3N,
F2は右向き、大きさ2Nである。
F1とF2の合力は右向きで大きさ5Nになる。
【例】
F1は左向き、大きさ5N,
F2は右向き、大きさ2N,
F1とF2の合力は左向きで大きさ3Nになる。
一直線上にない2力を合成するには
2力を2辺とする平行四辺形を作る。その平行四辺形の対角線が2力の合力になる。
【例】F1とF2の合力を作図する。
F1に平行でF2の矢印の先端を通る直線をひく。
F2に平行でF1の矢印の先端を通る直線をひく。
平行線の対角線が合力になる。
1つの力を2つに分けること、つまり力の合成の逆が力の分解である。
分けられてできた2力を分力といい、この2力でもとの1つの力と同じはたらきになる。
力の合成ではもとの2力が平行四辺形の２辺として、対角線が合力だった。力の分解はその逆なのでもとの力を対角線とする平行四辺形の2辺が分力となる。
対角線から平行四辺形をつくる場合、辺の角度を変えることで何通りもできる。つまり力の分解は分力の方向によって何通りもできることになる。
力を分解するには
もとの力を対角線とする平行四辺形を作る。その平行四辺形の２辺が分力になる。
また、分解する方向によって何通りにも分解できる。
【例】それぞれのFを点線の方向に分解する。
それぞれの点線と平行な直線をFの矢印の先端を通るようにひく。
点Oから点線の交点まで矢印をかく
上記の例のようにもとの力が同じ大きさでも、広い角度で分解したほうが分力は大きくなる。
答表示2つの力と同じはたらきの1つの力をもとの2力の合力という。 合力を求めることを力の合成という。 一直線上ではたらく2力を合成する場合、同じ方向なら和、反対方向なら差になる。 一直線上にない2力を合成する場合、2力を2辺とする平行四辺形の対角線が2力の合力になる。 １つの力を2つに分けることを力の分解という。 分けられてできた2力を分力といい、この2力でもとの1つの力と同じはたらきになる。 力の分解はもとの力を対角線とする平行四辺形の2辺が分力となる。 対角線から平行四辺形をつくる場合、辺の角度を変えることで何通りもできるので力の分解は分力の方向によって何通りもできる。 もとの力が同じ大きさでも、広い角度で分解したほうが分力は大きくなる。
水中で水の重さによって生じる圧力を水圧という。
水の深さが深いほど大きい(水圧は水深に比例する)
Aの上にのっている水の量はBよりも多いので
Aの上面がうける水圧はBより大きい
同じ深さならあらゆる向きに同じ大きさ
水中では物体に、上向きの力がはたらく。これを浮力という。
浮力は、空気中と水中での重さの差をはかる
同じ物体の重さを空気中と水中ではかると浮力がかかる分、水中のほうが軽くなる。
A(空気中)・・・ばねばかりの目盛り1.5N
B(水中)・・・ばねばかりの目盛り1N
浮力は1.5−1=0.5(N)
空気中のばねばかりの目盛りと水中に入れた時の目盛りの差が浮力である。
浮力とは、水から物体上面に受ける力と下面に受ける力との差である。
水圧は、水深が深いほど大きい。
水圧は、同じ深さなら同じ大きさ
水圧は物体の面に垂直にはたらく
圧力=面積×圧力
各面の面積は等しいので
上面が受ける力より下面が受ける力のほうが大きい。
浮力=物体の下面にかかる上向きの力−物体の上面にかかる下向きの力
浮力は水深には関係ない・・・浮力は水深が深くても浅くても変わらない。
密度が1より小さい物質は水に浮く・・・物体にはたらく重力より浮力のほうが大きいと物体は水に浮く。水の密度は1g/cm3なのでそれより密度の小さい物質でできた物体は水に浮く。
答表示水中で水の重さによって生じる圧力を水圧という。 水の深さが深いほど水圧は大きくなる 水の深さが同じなら、水圧はあらゆる向きに同じ大きさである。 水中では物体に、上向きの力がはたらく。これを浮力という。 同じ物体の重さを空気中と水中ではかると浮力の分だけ、水中のほうが軽くなる。 浮力は、水から物体上面に受ける力と下面に受ける力との差によって生じる。 水深が深いときと、浅いときの浮力は同じである。 水の密度は1g/cm3なのでそれより密度の小さい物質でできた物体は水に浮く。
合力作用点水圧力の合成力の分解速さ浮力分力