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イントロ

身の回りの力を見分ける

まずは何の力があるかを言えるようにする

力の計算に入る前に、『どの物体にどんな力が何向きに働くか』を言えることが大切です。ここが曖昧だと、その後の合力やつり合いも考えにくくなります。

定義

教科書では
物体の運動や形を変える原因になるはたらきです。
言いかえると
押す、引く、支える、こするといった働きは、すべて向きと大きさをもちます。力学では『重い』『きつい』という感じ方ではなく、『どの向きにどんな力があるか』として整理します。
比較
分類接触して働く力離れて働く力
代表例垂直抗力・摩擦力・張力重力
働く条件物体どうしが触れている触れていなくても働く
まず見る点どこに接しているか何が引いているか

分類代表例

接触して働く力
垂直抗力・摩擦力・張力
離れて働く力
重力

分類働く条件

接触して働く力
物体どうしが触れている
離れて働く力
触れていなくても働く

分類まず見る点

接触して働く力
どこに接しているか
離れて働く力
何が引いているか

身近な力は、まず接触して働くかどうかで見ると整理しやすくなります。

要点

問題での見分け方

力の問題は、いきなり大きさを考えるより先に「どの物体に、どの向きで働くか」を矢印で出すと整理しやすくなります。

  1. 1

    まず注目する物体を 1 つ決め、その物体に働く力だけを見る

  2. 2

    接している相手があれば、垂直抗力・摩擦力・張力を疑う

  3. 3

    重力は基本的に常に下向きに働く

  4. 4

    式に入る前に、力の矢印を描いて名前を付ける

図解机の上の本、つり下げられた照明、右へ動く箱に対して左向きの摩擦が働く場面を並べた図
重力、垂直抗力、張力、摩擦力は、教科書の中だけでなく身近な場面にすでに現れています。『どの物体に、どの向きの力があるか』を場面ごとに見分ける練習になる図です。
場面
机の上の本について、問題文に「何の力が働くか」と書かれていた。
順に考えると
まず本だけに注目し、下向きの重力、机からの上向きの垂直抗力を書き出します。横向きに押していないなら、最初から摩擦力を決め打ちで入れる必要はありません。物体を 1 つ決めて矢印を描くと、不要な力を混ぜにくくなります。
ここが結論
力の問題では、計算より前に「対象の物体」と「力の矢印」をそろえることが基本です。
注意

止まっているから力がないとは限らない

確認

確認テスト

Q1

机の上で静止している本に必ず働いている力の組として適切なのはどれですか。

まとめ

まとめ

  1. 1

    まず何の力があるかを言葉と矢印で挙げる

  2. 2

    注目する物体を 1 つに絞ると整理しやすい

  3. 3

    接触しているかどうかで力の候補が変わる

  4. 4

    大きさの計算は、力を見分けてから行う

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