重力

鉛直と垂直とは?意味や違いをわかりやすく図解!

物理を学んでいると、聞きなれない用語が出てきたり、日常生活で使うときとは意味が少し違う用語が出てきますよね。

 

物理で使われる用語は、意味がきっちりと決まっているんですよ。
なので、それぞれの用語をしっかりと理解すれば、問題文が読めるようになります。

 

例えば、『鉛直(えんちょく)』と『垂直(すいちょく)』。
何となくごっちゃにして使っていませんか?

 

鉛直』は、力学分野の「鉛直投げ下ろし」や「鉛直投げ上げ」で使われています。
それから、重力の方向を「鉛直下向き」と言いますね。

 

でも、「垂直投げ下ろし」「垂直投げ上げ」「垂直下向き」とは言いません。

 

垂直』と言えば、物体が接している面から受ける「垂直抗力(すいちょくこうりょく)」を思い浮かべる人も多いでしょう。

 

でも、「鉛直抗力」とは言いませんよね。

 

このように、『鉛直』と『垂直』は使い分けられていますが、その違いは分かりますか?
難しい違いではないので、ここではっきりと理解しておきましょうね。

 

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摩擦力とは?静止摩擦力と最大摩擦力と動摩擦力の関係!

今回は、『摩擦力(まさつりょく)』について学びましょう。
物体と接する面との間に働く『接触力(せっしょくりょく)』の1つですね。

 

摩擦力』と言えば、荷物を押して動かしたいのに床との摩擦で動かない、とか、すべり台との摩擦でスムーズにすべらない、なんてことが思い浮かびませんか?

 

摩擦力は物体の動きを妨げるやっかいな力というイメージがあるかもしれませんね。
でも、もし摩擦力が無かったら?

 

人間は歩くことができず、鉛筆で文字を書くこともできず、自転車や自動車のタイヤは空回りして進まず、ブレーキだって使えなくなりますよ。

 

摩擦力は、やっかいものどころか、私たちの生活に欠かせない力なのですね。
当然、物理現象を考えるときにも必要不可欠な力です!

 

物理学では、『摩擦力』を3種類に分けて考えますよ。

 

  • 物体を押しても静止しているときの摩擦力が『静止摩擦力(せいしまさつりょく)
  • 物体が動き出すときの摩擦力が『最大摩擦力(さいだいまさつりょく)
  • 物体が動いているときの摩擦力が『動摩擦力(どうまさつりょく)

 

それから、摩擦力は力なので単位は[N](ニュートン)ですね。

 

それでは、『摩擦力』について見ていきましょう!

 

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作用反作用の法則!力のつり合いとの違いとは?

今回は、『作用反作用の法則(さようはんさようのほうそく)』を取り上げますね。

 

中学校の理科でも習うので、聞いたことはあるでしょう。

 

空気を押しても手応えは感じませんね。
窓につるしたカーテンを押すと少し手応えを感じます。
部屋の壁を押すともっと強い手応えがありますね。

 

あなたが手応えを感じるのは、押したものから押し返されるからです。
押すだけでなく、例えば重い物にロープをつけて引っ張るときも抵抗するような力を感じますよね。

 

このように、押すと押し返され、引っ張ると引っ張られることを『作用反作用の法則』と言いますよ。

 

この法則は、2-12-2で学んだ『力のつり合い』とごっちゃになりやすいのです。
この違いも理解していきましょうね。

 

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重力と垂直抗力と張力!作図とつり合いの式のポイント!

今回から、物体に働く色々な力について具体的に学んでいきましょう!

 

』とは、物体を変形させたり運動の速度や向きを変えるものでした。
つまり、物体の運動を調べるためには、物体に働く力を正確に知る必要があるんですよ。

 

そして、力は大きさと向きを持つベクトル量なので矢印で表せます。

 

そこで、「大きさ・向き・作用点」を表せる矢印を使って、目に見えない力を分かりやすく表すことにしたわけですね。

 

これで、物体に働くどの力とどの力がつり合っているか?ということが見えやすくなり、運動の仕組みが分かるようになりました。

 

ここでは、物体が地球から受ける『重力(じゅうりょく)』、面から受ける『垂直抗力(すいちょくこうりょく)』、糸やひもから受ける『張力(ちょうりょく)』、これらの力のつり合いについて詳しく見ていきましょう。

 

重力』『垂直抗力』『張力』は力なので、単位は[N](ニュートン)ですよ。

 

力を表す矢印や力のつり合いについて忘れていたら、先にこちらで復習しましょう!

 

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力の定義と種類!単位はニュートン!力を表す3要素とは?

これまでは『物体の運動』について学んできましたが、ここからは、運動のもととなる『』について学んでいきましょう!

 

さて、そもそも『』って何なのでしょうか?
物理学なので、筋力や能力じゃないな・・・ということは分かりますね。

 

例えば、ばねに力を加えると、ビヨーンと伸び縮みします。
止まっている台車を力をこめて押すと、ゴロゴロ動きだしたり向きが変わりますよ。

 

このように、力が物体に働くと、物体が変形したり動き出したりしますね。

 

つまり、力は世の中の全ての物体に関係しているんです。
なので、色々な現象が起こる原因を探るために、色々な力の働きを考えるわけですね。

 

物理学は、『』について考える学問でもあるんですよ。

 

で、この先は公式の丸暗記が通用しません!
物体にどんな力がどのように働いているか自分で見つけて考えないと、公式の使いようがないんですよ。

 

では、力とは何か、力の単位、力の表し方の順にお話していきますね。

 

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