中学3年理科。物体にはたらく力と運動のようすについて学習します。
- レベル★★☆☆
- 重要度★★★★
- ポイント:運動の向きと力の向き
力と運動のようす
物体の運動のようすは、物体にはたらく力で決まります。
まずは、静止している物体について考えましょう。静止している物体に力がはたらくと、その力の向きに物体は運動を始めます。しかし、物体にはたらく力がつり合っている場合、その力が打ち消し合い、力がはたらいていないことと同じ状況になるので、物体は静止を続けます。
つまり、物体に力がはたらくと物体は力がはたらいている方向に運動し、力がはたらかない場合は速さが変化しないことになります。
力と運動
物体に力がはたらき物体が静止しているとき、物体にはたらく力はどうなっているといえるか。
物体に力がはたらき物体が静止しているとき、物体にはたらく力はどうなっているといえるか。
解答つり合っている
運動の向きと力
次に運動している物体に注目します。運動している物体に力がはたらくと、その物体の速さが変わります。
- 運動の向きと同じ向きに力がはたらく
→だんだん速くなる運動 - 運動の向きと逆向きに力がはたらく
→だんだん遅くなる運動 - 運動の向きと同じ向きにも、逆向きにも力がはたらかない
→速さが一定の運動(等速直線運動)
運動と力
運動している物体に次のような力がはたらいているとき、物体の速さはどうなるか。
(1)運動の向きと同じ向きに力がはたらいたとき。
(2)運動の向きと逆向きに力がはたらいたとき。
(3)物体にはたらく力がつり合っていたとき。
運動している物体に次のような力がはたらいているとき、物体の速さはどうなるか。
(1)運動の向きと同じ向きに力がはたらいたとき。
(2)運動の向きと逆向きに力がはたらいたとき。
(3)物体にはたらく力がつり合っていたとき。
解答(1)だんだん速くなる。
(2)だんだん遅くなる。
(3)一定で変化しない。(等速直線運動を続ける。)
斜面上の物体にはたらく力
斜面上にある物体にも、重力がはたらきます。重力が斜面によって、斜面に垂直な方向の分力と、斜面に平行な方向の分力に分解されます。
このとき、斜面に平行な方向の分力が物体の運動の向きと同じになるので、物体は斜面を下るにつれて、だんだん速くなる運動をします。運動の向きと力の向きが一致するのですね。
斜面上の物体にはたらく力
一定の傾きの斜面上を運動している物体が、だんだん速くなる運動をするのはなぜか。理由を答えよ。
一定の傾きの斜面上を運動している物体が、だんだん速くなる運動をするのはなぜか。理由を答えよ。
解答運動の向きと同じ向きに一定の大きさの力がはたらくから。
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