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物理基礎~力とつり合い~
物理であつかう「力」とは、物体にはたらく力のこと。
ら力を加えられた物体にどんな現象が起こるかに注目して考える。
物体の運動のようすを変化させたり、変形させたりするはたらきを「力」という。力の単位はN(ニュートン)
力がはたらいていないように見えても、物体の運動の様子が変化したり、変形しているということは、実際には
力がはたらいているということ。
直接物体にふれていなくても、その物体の運動のようすを変化させたり、物体を変形させたりする力がある。
例)地球上のすべての物体に働いている動力は、物体を地面の向きに加速させる。
橋石が及ぼす磁力は鉄や異なる極の磁石を引き寄せたり、同じ極の磁石を反発したりする。
物体をこすり合わせた時などに生じる静電気力も、物体どうしが引き寄せ合ったり、速ざけ合ったりする。
①力の向き ②力の大きさ ③作用点(物体に力が作用する点)この3つを力の3要素という。
力は、矢印を使って表すことができる。
矢印の長さ、向き、作用点が、それぞれの力の大きさ、力の向き、力がはたらく位置を示している。
作用点を通って力の向きに引いた直線を作用線といい、力の大きさ、力の向き、作用点の3つの要素が決まると?
力のはたらきが決まる。
物体に2つの力が同一作用線上ではたらいていて、その2つが同じ大きさの逆向きの力ならば、力がつり合っている。
物体の運動のようすは変化しないと言える。
垂直抗力…同一作用線上で、逆向きの同じ大きさの力(2つの力がつり合っているから)
物体に垂直にはたらく力なので、作用点は物体とテーブルの面が接しているところになる。
ペットボトルの中の魚が、潜ったり浮かび上がったりしている。
Q.この魚にはどのような力がはたらいてるか?
中央で止まった魚には動力がはたらいていて、それとつり合う垂直抗力のような力もはたらいているはずで、
その力が魚自体がもっている水の中で浮く力、浮力。
動と浮力がつり合っているから、魚は水の中で動かない。
A. ペットボトルを握る力で中の水に圧力がかかり、浮力が小さくなったから沈んでいた。
動力より魚の浮力が小さくなると魚が下に沈み、重力より浮力が大きくなると上に浮き上がり!
動力と浮力がつり合うところで静止していたというわけです。
KOKUYO LOOSE-LEAR KGT-EPORGAT

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物理基礎~力の合成と分解~
ばねばかりで「おもり」を持ち上げるときに必要な力を側ると、5Nだった。
このとき、おもりには鉛直下向きの力である動(W)がはたらいている。
おもりが静止しているということは、ばねばかりがおもりを持ち上げる力(F)が動力とつり合っているということ。
この2つの力は同一作用線上にあって、大きさが同じで、向きが逆になっている。
3つの力は同一作用線上にはないが、つり合っている。
力(F)も、動力(W)と同一作用線上で、同じ大きさで、
向きが逆です。
2つの力を1つ力とみなす
F
これが、FとFュという2つの力を1つの力と見なすということ。
F2
2つの力とを1つに合わせるとき、一直線上にある場合は、
単純に足したり引いたりする。
合力F
これを力の合成といい、求めた力を2つの力の合力という。
F,
2F2
合力F
一方、2つの力が同一作用線上にない場合
1合力
⇒力を表す2つの矢印を2辺とする平行四辺形を描き、その対角線
の矢印に置き換えることで、合力を求めることができる。
P
どの場合も、ばねにかかる力を同じにしているので、
力は一定ある。
平行四辺形の形が変わっても、その対角線は
F. LIB.
Tun
1
長さも向きも同じになる。ただし、ばねばかりのなす角が
大きくなると、血が長くなるので、引力とュは大きくなる。
力の合成とは逆に、1つの力(F)をそれと同じ効果をもつ2つの力とFに分けることを力の分解という。
分けられた2つの力を、もとの力の分力という。
力の合成と分解はさまざまな場面で使われている。(建築など)
さまざまな形のものを、三角形の集合体にし強度を高めたものをトラス構造という。
KORUYO LOOSE-LEAF KGT-LP936AT