1.力を図示する
物体に加わる力は「矢印」で表されました。
この中でもっとも大事なのは「作用点=力の働く場所」です。
作用点は物体どうしが接しているところにあります。
床に物体が置いてあったとき、床と物体が接しています。
その接している面に作用点がある(力がはたらいている)ということです。
ただし例外もあります。
・接していなくてもはたらく力
→ 重力・磁力・静電気力の3つです。
・特に重力を図示する場合は、その作用点は物体の真ん中に書きます。
→ 向きは必ず地球の中心に向かう方向、つまり下向き。
では↓のように、天井・ばね・おもりの図を考えてみましょう。
ここで
① おもりにはたらく重力
② ばねが天井を引く力
③ おもりがばねを引く力
を作図してみます。
① おもりにはたらく重力
重力なので作用点はおもりの真ん中。
そこから下向きに矢印を引きます。
② ばねが天井を引く力
「 “ばね” が “天井” を」と書いてあるので作用点はばねと天井の接しているところです。
そして天井を引っ張るので下向きの矢印になります。
③ おもりがばねを引く力
「 “おもり” が “ばね” を」を書いてあるので作用点はおもりとばねの接しているところ。
ばねを引くので下向きの矢印になります。
2.力のつり合い
AとBが↓のようにロープを使って綱引きをしているとしましょう。
「Aがロープを引く力」「Bがロープを引く力」を書いてみると↓の図のようになります。
この2つの力の大きさが等しければロープは左右のどちらにも動きません。
このようなとき「2力がつり合っている」と言います。
言いかえると
・2つの力が打ち消し合っている
→ 力がはたらいていないのと同じ状態になっている
この2力を見比べると以下の条件を満たしています。
① 力の大きさは同じ
② 力の向きは互いに逆向き
③ 力は同一直線状にある
これをつり合いの3条件と呼びます。
3.力がつり合っているときの運動の状態
物体にはたらく力がつり合っているとき、その物体の運動の状態は変化しません。
反対に、運動の状態が同じままならば、その物体にはたらく力はつり合っています。
① 静止し続けている物体
→ 物体にはたらく力はすべてつり合っている。
② 等速直線運動をし続けている物体(=運動の状態(速さや向き)が変化しない)
→ 物体にはたらく力はすべてつり合っている。
反対に
力がつり合っているとき運動の状態は変化しません。
① 静止している物体は静止したまま。
② 等速直線運動をしている物体は等速直線運動をしたまま。
・力を矢印で作図できるように。特に作用点を正確に。
・力がつり合っている → 運動の状態(速さや向き)は変化しない。
次回は「力の合成」です!