2つの力を1つにまとめる合成、1つの力を2つに分ける分解、そして作用反作用の法則を学ぶ単元です。
だいじな考え方
- 2つの力を、同じはたらきをする1つの力に置きかえたものを合力といいます。2力が一直線上にあれば、同じ向きなら足し算、反対向きなら引き算で求めます。角度をもつ2力の合力は、2力を2辺とする平行四辺形の対角線として求めます。
- 1つの力を、それと同じはたらきをする2つの力に分けたものを分力といいます。たとえば斜面上の物体にはたらく重力は、斜面に沿う向きの分力と、斜面に垂直な向きの分力に分けて考えられます。
- ある物体が別の物体に力を加えると、加えられた物体からも、同じ大きさで反対向きの力が、同じ一直線上で、同時に返されます。これを作用反作用の法則といいます。作用反作用の2力は、それぞれちがう物体にはたらく点が、同じ物体にはたらく「つり合いの2力」とちがいます。
作用反作用は2つの物体に、つり合いは1つの物体にはたらく。
やりかた
- 一直線上の2力なら、向きをそろえて足し引きする
- 角度のある2力なら、平行四辺形をかいて対角線を求める
- 分力の問題では、分けたい2つの方向を確認し、その方向へ図をかいて求める
- 2力が別々の物体にはたらいているか、同じ物体にはたらいているかで、作用反作用かつり合いかを見分ける
れい
問題: 1つの点に、たがいに垂直な3Nと4Nの力がはたらいている。この2力の合力の大きさを求めなさい。
- 垂直な2力なので、平行四辺形は長方形になる
- 合力の大きさは、三平方の定理で求められる
- 32+42=9+16=25
- 合力=√25=5
答え: 5N
つまずきやすいところ
角度のある2力の合力を、そのまま足し算で求めてしまう
一直線上にない2力は、足し算ではなく平行四辺形をかいて対角線を求めます
作用反作用の2力を、つり合っている2力と同じだと考えてしまう
作用反作用は2つのちがう物体にはたらく力、つり合いは1つの物体にはたらく力です
たしかめ方
- 求めた合力を、もとの2力の方向へ分解し直し、もとの2力にもどるか確かめます。
- 力のはたらいている物体が1つか2つかを確認し、つり合いか作用反作用かの判断を確かめます。