力の性質

力のはたらき

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

力は目に見えないため、物体が変形したり、支えられたり、動きを変えたりしていればその物体に力が働いていることがわかる。

力の種類

弾性力 ゴムやバネなどは伸ばしたらもとに戻ろうとする力がはたらく。
ゴムやバネだけに限らず変形した物体がもとへもどろうとする力を弾性力という。
重力地球上の物体はすべて地球から、地球の中心向きに力を受けている。地球が、物体を地球の中心に向かって引く力のことを重力という。
抗力(垂直抗力)地球には重力があるにもかかわらず、机や床の上に置いた物体は静止している。
これは机や床が物体を支えているからである。
机の上や床の上に置かれた物体を支える力が垂直抗力である。垂直抗力は物体を面に垂直に押し返すようにはたらく。
摩擦力 机や床の上に置いた物体を小さな力で横に押しても動かなかったり、床の上を勢いよく滑らせてもすぐに止まってしまう。これは物体の運動を妨げる方向に摩擦力がはたらいているからである。
磁力 磁石のN極とS極は引き合い、N極どうしやS極どうしではしりぞけあう。このような力を磁力(磁石の力)という。
電気の力 電気にはプラスとマイナスがあり、磁力と同じように異なる電気どうし(プラスとマイナス)では引き合い、おなじ電気どうしではしりぞけあう。

重力や磁力、電気の力は離れていて働く力である。

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力のはかりかた

力の大きさ 力の単位を表すにはニュートン(N)が用いられる。
100gの物体に働く重力の大きさは約1Nである。

重さと質量 質量とは 物体そのものの量のことで、単位はkg, gを用いる。
質量は物体そのものの量なので、ある物体の質量は場所にかかわらずどこでも同じである。
重さとは物体にはたらく重力の大きさのことで、単位にはNを用いる。
重力は地球が物体を引く力なので、地球以外の月などで物体の重さをはかると地球ではかった重さとは異なる。
重さ(N)・・・物体にはたらく重力の大きさ, ばねばかりではかる。 月面では地球上の 1 6
質量(g)・・・物体そのものの量。 上皿てんびんではかる。 月面でも地球上でも同じ。


力の大きさとばねののびの関係 ばねののびは、バネを引く力のおおきさに比例する、これを「フックの法則」という。フックの法則によりバネののびから 力の大きさをはかることができる。(ばねばかり)

フックの法則
ばねののびは、ばねを引く力の大きさに比例する

【例】
ばねに0.8Nのおもりをつるしたとき、のびが2cmだった。
1.0Nのおもりをつるしたときののびは何cmか。
0.8Nのとき2cmなので、1Nのときxcmとすると
0.8:1=2:x
0.8x=2
x=2.5
答 2.5cm
あるおもりをつるしたら、のびが1.5cmだった。このおもりは何Nか。
0.8Nのとき2cmなので、あるおもりの重さをxNにすると
0.8:x=2:1.5
2x=0.8×1.5
x=0.6
答 0.6N

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力のあらわしかた

力はその大きさが同じでも、力の働く場所や、力を加える向きによってそのはたらきが異なるので、同じ力とはいえない。
そのため力を表す場合、力の大きさと、はたらく点、力の向きをはっきり示す必要がある。
力の「大きさ」、「向き」「はたらく点」(作用点)を力の三要素という。
三要素を表す必要があるので、力を表すには矢印が用いられる。矢印の長さで大きさを表し、矢印の向きが力の向き、そして矢印の始点が作用点を表す。
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。

大きさ 作用点 向き

ばねばかりがおもりを引く力
おもりにかかる重力
作用点 作用点 おもり ばねばかり

作用点の場所 重力のように離れてはたらく力は、作用点は物体の中心とする。
垂直抗力などのように面ではたらく力はその面の1点を作用点とする。

基本事項の確認

ゴムやバネなどのように変形した物体がもとへもどろうとする力を弾性力という。 地球が、物体をその中心に向かって引く力のことを重力という。 机の上や床の上に置かれた物体を支える力が垂直抗力である。 机や床の上に置いた物体を小さな力で横に押しても動かなかったり、床の上を勢いよく滑らせてもすぐに止まってしまう。これは物体の運動を妨げる方向に摩擦力がはたらいているからである。 磁石のN極とS極は引き合い、N極どうしやS極どうしではしりぞけあう。このような力を磁力(磁石の力)という。 力の単位を表すにはニュートン(N)が用いられる。 100gの物体に働く重力の大きさは約1Nである。 質量とは 物体そのものの量のことで、1つの物体であれば場所にかかわらずどこでも同じである。 重さとは物体にはたらく重力の大きさのことである。 ばねののびは、バネを引く力のおおきさに比例する、これを「フックの法則」という。 力の「大きさ」、「向き」「はたらく点」(作用点)を力の三要素という。 「大きさ」、「向き」「はたらく点」を表す必要があるので、力を表すには矢印が用いられる。

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