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力のはたらき

力のはたらきには以下の3種類がある。

  1. 物体の形を変える。
  2. 物体を支える。
  3. 物体の運動のようすを変える。

力の種類は色々あるが、代表的な力を以下に示す。

  1. 重力(重さ)・・・地球が物体を中心に向かって引く力
  2. 弾性力・・・伸ばしたばねや縮めたばねがもとにもどろうとする力
  3. 摩擦力・・・2つの物体がふれ合っている面と面の間で、物体の運動を妨げるようにはたらく力
  4. 磁力・・・磁石が鉄を引き付けたり、磁石間で引き合う力や退け合う力
  5. 電気の力・・・物体同士をこすり合わせて生じる力で、引き合う力や退け合う力

 

力の表し方

ニュートン(N)・・・力の大きさを表す単位。1Nは100gの物体にはたらく重力の大きさに等しい。

力の3要素・・・作用点(力がはたらく点)、力の向き力の大きさ。この3要素で力のはたらき方が決まる。

力の表し方・・・矢印を使い、力の3要素を表す。矢印の書き始めの点は作用点を、矢印の向きは力の向きを、矢印の長さは力の大きさを表す。

※下図のように重力の作用点は基本的に物体の中心とし、下向きに表す。

 

力とばねののび

フックの法則・・・ばねの伸びはばねを引く力の大きさに比例する。

※定義はこうだが、問題を解くときは、ばねにつるされている物体の質量とばねの伸びが比例していると考えても大丈夫。

自然長・・・ばねに何もつるさない状態でのばねの長さ。

例1:200gの物体をつるすと3cm伸びるばねに600gの物体をつるすと何cm伸びるか。

A:ばねにはたらく力が2Nから3倍の6Nになっているので、ばねの伸びも3倍の9cmとなる。

例2:200gの物体をつるすとばねの長さが15cmとなり、600gの物体をつるすとばねの長さが、21cmとなった。このばねの自然長は何cmか。

A:400gの増加で6cm伸びているので、200gでは3cm伸びている。よって15cm-3cmで12cmとなる。

 

重さと質量

重さ(重力)・・・物体にはたらく重力の大きさ。はかる場所によって重さは変わる。(重さ=重力)

※地球に比べて月は重力が約\frac { 1 }{ 6 } となる。

質量・・・物体そのものの量。はかる場所によって質量は変わらない。

例:地球で質量が60kgの物体は月でも60kgである。また、地球で重力が600Nの物体は月では100Nとなる。

地球
質量 60kg 60kg
重さ(重力) 600N 100N

 

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