力のはたらきと表し方
物体を動かしたり、止めたり、形を変えたりするはたらきを力と呼びます。目に見えない力を矢印で表現する方法を学びましょう。
基本知識
力には3つのはたらきがあります:
① 物体の形を変える(ばねを伸ばす、粘土を押す)
② 物体の運動の状態を変える(止まっている物を動かす、動いている物を止める)
③ 物体を支える(机が本を支える)
力の単位はN(ニュートン)です。1N は約 100g の物体にはたらく重力に相当します(地球上)。
力は大きさ・向き・作用点の3要素を持ち、矢印(ベクトル)で表します。矢印の長さが大きさ、矢印の向きが力の向き、矢印の始点が作用点です。
📘 重要用語
力（物体の運動や形を変える原因。N で測る）
ニュートン (N)（力の単位。100g の物体の重力 ≒ 1N ）
力の3要素（大きさ・向き・作用点）
作用点（力がはたらいている点。矢印の始点）
弾性力（変形した物体が元に戻ろうとする力。ばね・ゴム）
摩擦力（接触面で運動を妨げる方向にはたらく力）
力（物体の運動や形を変える原因。N で測る）
ニュートン (N)（力の単位。100g の物体の重力 ≒ 1N ）
力の3要素（大きさ・向き・作用点）
作用点（力がはたらいている点。矢印の始点）
弾性力（変形した物体が元に戻ろうとする力。ばね・ゴム）
摩擦力（接触面で運動を妨げる方向にはたらく力）
深掘り (背景・意義)
身の回りの力はいくつかの種類に分類できます:
・重力(地球が物体を引く力、後で詳しく)
・垂直抗力(面が物体を押し返す力)
・摩擦力(接触面の運動を妨げる力)
・弾性力(ばね・ゴムの戻ろうとする力)
・張力(糸が引っ張る力)
・磁力・電気力(磁石・電気の力)
これらの力は離れていてもはたらく(重力・磁力・電気力)か、接触することで生じる(摩擦・弾性・張力)かで分類できます。
力の単位N は、近代物理学の父ニュートンに由来します。1 N = 1 kg・m/s² と定義され、「1kgの物体に1m/s²の加速度を与える力」です(中3で詳しく)。
💡 ポイント
- 力の3つのはたらき: 形・運動・支え
- 力の単位は N(ニュートン)
- 100g の物体にはたらく重力 ≒ 1N
- 力は矢印(ベクトル)で表す
- 力の3要素: 大きさ・向き・作用点
- 接触力(摩擦・弾性・張力)と非接触力(重力・磁力)
- ばねの力＝弾性力
注意点 (混同しやすい)
① 質量 (kg) と重さ (N) は別概念。質量は物質の量、重さは地球が引く力。② 力は矢印だけ書くのでなく、作用点(始点)に注意。③ 弾性力は元の形に戻ろうとする力。ばねがどれだけ伸びても発生するわけではなく、限界(弾性限度)がある。④ 摩擦力は運動を妨げる向き(動きと逆向き)にはたらく。
練習
- 力の単位を答えなさい。
- 100g の物体にはたらく重力は約何 N か。
- 力の3要素をすべて答えなさい。