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執筆者の写真ガリレオ Dr.

物理(3)(力)


さぁ!こっからはまた別の話をしようか!

ここで理解して欲しい事は

1.場の力、接触力について、大まかに理解する。

2.静止している物体は力がつり合っている。

3.等速度運動している物体は力がつり合っている。

力についてだ。

力というのは、物体を引っ張る力の事である。

具体的に言うと力は3種類ある。

それは

場の力と

接触力と

慣性力である。

慣性力は今回省きます。

場の力というのは、その場にいるだけで働く力だ。身近なとこで言うと重力である。実は、私達は地球の中心に引っ張られている。

それじゃなんで地球の中心に落ちていかないか?

そこで出てくるのが接触力である。接触している物体に働く力である。

私達は地面に接触している。

つまり地面は私たちの体を押している。そして、地球の中心に引っ張られる力と地面が体を押す力(この力を垂直抗力という)がつり合っているから私達は、地面の上で静止する事をが出来る。

次に例として、

ラブコメかなんかで

真ん中に主人公が一人

右にヒロインが一人

左にヒロインが一人いる状況を考えてみようか。

まずは、主人公のみに着目してみよう。

先ほど述べたとおり、主人公は重力と垂直抗力がつり合って静止しているのは大丈夫だろう。

次にヒロイン達が同時に同じ力で両方に腕を引っ張ったらどうなるだろうか。

多分主人公は「ちぎれるー」と嬉しそうに言いながら、その場を動かない。

つまり、静止しているだろう。

少し場面を変えてみようか。

先ほどと同じ条件を動く歩道(エスカレーターの平坦バージョン)の上で想像してみよう。

動く歩道の上に乗っているときは、人は一定の速さで動くよね。

つまり人は等速度運動をしている。

さっきと同じようにヒロインが同時に同じ力で引っ張ったらどうなるだろうか?

そう!主人公は「ちぎれるー」と嬉しそうに言いながら、その場を動かない。

つまり、静止するだろう。

しかし、動く歩道の上なので等速度運度している。

よって、等速度運動している物体も力がつりあっている事が分かるだろう。

まとめようか、この事から二つの事が言える。

静止している物体は力がつり合っている。

等速度運動している物体も力がつり合っている。

特に下は

ん?

っと思う人がいるかもしれないが、歩く歩道の例を思い出して欲しい。

ここで簡単な練習問題を出そうか

1.物体があります。この物体には、地球から引っ張られる力(重力)と地面から押される力(垂直抗力)がはたらいています。物体は静止しているとして、重力をW、垂直抗力をNとおいた場合、二つの力にはどのような関係があるか?

どうだろうか?少し難しく感じるかもしれないが、上の文章がちゃんと分かっていれば解けるはずである。

物体が静止(等速度運動)している という事は 物体にはたらく力が同じ。

なので、答えは  W = N である。

2.水滴が一定の速度で落下しています。水滴には重力と空気抵抗が働いています。

重力をW、空気抵抗を Fとする場合、この二つの力にはどのような関係があるだろうか?

これはどうだろう。一定の速さで落下するということは、等速度運動しているという事になる。つまり1.と同様に解けば

W = F

である。

この等速度運動している物体にはたらく力はつりあっているという考え方は、難しいと思うが、何度も言うように、動く歩道の例を思い出していただきたい。

Point

1.場の力、接触力について、大まかに理解する。

2.静止している物体は力がつり合っている。

3.等速度運動している物体は力がつり合っている。

練習問題

1.物体があります。この物体には、地球から引っ張られる力(重力)と地面から押される力(垂直抗力)がはたらいています。物体は静止しているとして、重力をW、垂直抗力をNとおいた場合、二つの力にはどのような関係があるか?

2.水滴が一定の速度で落下しています。水滴には重力と空気抵抗が働いています。

重力をW、空気抵抗を Fとする場合、この二つの力にはどのような関係があるだろうか?


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