中学理科作用反作用

作用・反作用と力のつりあいはとても似ていて混乱しやすいので、2つの違いを理解しておきましょう！どちらも条件は同じ上の①～③ですが、力を加えている物体と力を受けている物体が違います。今回は中学理科・物理基礎・物理における「力学」についての話です。さらに「力学」の中でテーマを絞って、「作用反作用の法則」について話していこうと思います。なぜこの作用反作用の法則を取り上げたかというと勘違いしている人が意外と多いからです。大学時代にこの作用反作用の法則の理解に関する論文を目にする機会があり、中高生や大学生だけでなく教員採用試験でも誤った問題が出題されていることを知りました。の方は特に確認してみて下さい。説明に入る前に1つチェックをしておきたいと思います。この図を見て下さい。地面の上に物体が乗っており静止しています。この物体にはたらく力のうち重力のみ図示しています。ここで作用反作用の法則の理解度のチェックです。※物体が地面から浮いていますが、これは力を描きやすくしているためであるので地面と物体とが接していると考えて力を描いて下さい。正しく描けたでしょうか？正解の前によくある間違いを示しておきます。以下の図の青色の矢印を描いてしまった人は間違いです。青色の矢印は地面が物体を押す力です。このように間違えた人も結構いるのではないでしょうか？間違えてしまった人は正しく理解ができていないです。詳しい説明は後ほどします。では正しくはどうなるかというとこのようになります。スペースの都合上緑の矢印の作用点の位置が上過ぎるのですが、地球の中心を作用点とする「では、作用反作用の法則とは何か、なぜこのように間違えてしまうのかなどを説明していきます。まずは作用反作用の法則について確認しておきましょう。これが作用反作用の法則です。作用反作用の法則はそれぞれの力の例えば、「つまり、先程の重力の反作用についても同様の関係があります。重力とは「地球が物体を引く」力です。これの主語と目的語を入れ替えると「物体が地球を引く」力となります。このことからよくある間違いとして示した「地面が物体を押す力」は重力と作用反作用の関係になっていないことがわかると思います。なお、「地面が物体を押す力」と作用反作用になっているのは「物体が地面を押す力」です。このようにして考えることで作用反作用のミスを無くすことができます。他にも作用反作用の法則の間違いがいくつかあるので紹介しておきます。がよくあります。ではなぜこれらの間違えがおきてしまうのか、いくつか考えを述べていきます。原因はといったことが考えられると思います。ではそれぞれについて説明していきます。まず、力のつりあいとの混同についてです。重力の反作用を垂直抗力と考えてしまう人は混同をしている可能性があります。ここで両者を混同しないポイントとして、考えている物体はなにかを意識するということです。理解度チェックで示した図に力を全て描き込んでみます。着目する物体毎に力を色分けしてみました。地面の上の物体の力のつりあいを考える時は以下のようにの物体にのみ着目して式を立てます。このように、一方、作用反作用の法則はどうかというと、それぞれの力の重力と物体が地球を引く力、物体が地面を押す力と地面が物体を押す力のように、別の物体にはたらく力の話です。この2つを混同しないように注意して下さい。次に、現象に惑わさられるということです。これは、及ぼす力が異なると勘違いしてしまうに関する話です。よくある例なのですが、大人と子供が押し合う場面を想像して下さい。この時、「大人が子供を押す」力と「子供が大人を押す」力を比べると、これは間違いです。両者の力は作用反作用の関係にあるので、大きさは等しいです。すると、「実際には子供の方がよろけたり、動いたりするから大人の押す力の方が大きいのでは？」と思う人がいると思います。確かに、現象をみると大人の力によって子供は動きますが、子供の力によって大人は動きません。この理由ははたらいている力がこの他にもあるからです。作用反作用だけに着目すると「大人が子供を押す」力と「子供が大人を押す」力は等しいです。しかし、立っている床との摩擦力など両者が押す力以外の力によって子供が押し負けるという現象が起こります。大人の方が力が大きそうだから押す力も大きいはず、と現象に惑わされて勘違いしないように注意して下さい。3つ目は名称によるものです。これは作用が原因で反作用がはたらくについての話です。作用反作用という名称からして、作用があって反作用があるように感じてしまうのもわからなくはありません。例えば、みなさんが壁を押したとします。すると、作用反作用の法則により反作用として壁からみなさんも押されます。この時、みなさんが①壁を押したと作用→反作用という順に起こると考えてしまいがちです。しかし、実際にはみなさんが壁を押す力と壁がみなさんを押す力とが同時におきるということです。どちらを作用としてどちらを反作用とするかは、その人次第です。これも間違いやすい部分であるので注意して下さい。最後に重力の反作用を描く習慣がないことによるものです。これは重力についての作用反作用の話なのですが、普段問題を解く時に重力の反作用を描く人は少ない、もしくはほぼいないと思います。力のつりあいとの混同の話と関連するのですが、最初の例をもう一度示します。このように物体が地面などの上に静止しているときの力のつりあいを考えると重力と物体にはたらく垂直抗力がつりあっているため物体は静止します。向きもちょうど逆向きで力の大きさが同じなのでこの2つの力を作用反作用と勘違いしてしまうようにも思えます。ぼく自身も描いているかと聞かれると正直なところ描いていないことの方が多いです。これは、力を図示するときに重力の反作用もあるけど今回の問題には関係してこないから省略しておこうということで描いていません。しかし、垂直抗力を重力の反作用と勘違いしてしまっている人は最初のうちは意識して重力の反作用まで描いておいた方がいいかと思います。また、力を図示する際にそれでは今回のまとめです。作用反作用の法則についてよくある間違いとその考えられる原因の話をしてきました。力を正確に描いてほしいことからも今回はこのテーマを取り上げました。運動方程式を立式するときなど力が正しく描けていないと、正しく立式することができません。そのためにも、この作用反作用は重要な法則であるので正しく理解して下さい。今回はここまでです。大学では理科教育について専攻。大学では理科教育について専攻。

このページでは「作用・反作用の法則」を解説しています。また「作用反作用の関係」と「つり合いの関係」の見分け方も解説。動画による解説は↓↓↓チャンネル登録はこちらから↓↓↓※合わせて【力のつり合い】も確認しておくとわかりやすいです。1．作用・

作用反作用の法則についてよくある間違いとその考えられる原因の話をしてきました。力を正確に描いてほしいことからも今回はこのテーマを取り上げました。運動方程式を立式するときなど力が正しく描けていないと、正しく立式することができません。このページでは「作用・反作用の法則」を解説しています。また「作用反作用の関係」と「つり合いの関係」の見分け方も解説。動画による解説は↓↓↓チャンネル登録はこちらから↓↓↓※合わせてあなたが壁を思いっきり殴ることを考えてみましょう。壁を思いっきりパンチしてみよう。そうするとどうですか？…って自分の手が痛いですよね。一方で壁はどうでしょう？壁だって「いてえっ！」って思ってるはずですよね。あなたは壁をパンチしました＝あなたは壁に力を加えました。でもあなただって痛い。ってことはあなたにも力が加わったってことなんです。じゃあ誰から？壁しかないですよね。つまりわけです。このとき一方の力を力が生じたときには必ずその反作用が同時に存在します。これを「つり合いの関係にある2力」と「作用・反作用の関係にある2力」は見分けが難しいですよね。ここではその見分け方を紹介します。そんなのできるよ！という人も、実は応用問題を解くうえでは非常に大事なことなので、ぜひできるようにしておいてください。 ※合わせて ↓の図のように天井・ばねA・ばねB・おもりをつないだとしましょう。このとき↓の図の矢印のように力がはたらいています。この力①～力⑦のうち「つり合いの関係にある力」や「作用・反作用の関係にある力」を探します。まずは力①～力⑦を言葉で表します。「このたとえば①はということは「「図から判断すると「このように「何と何が接しているか」に注目して「～～が……を引く(押す)力」に当てはめてみましょう。ほかにも力④を見てみましょう。ばねAとばねBが接していますね。ということは「「図から判断すると「同様にしてとなりますね。(↓の図) つり合いの関係にある力とはロープを太郎君と次郎君が引っ張ってつりあっているとすると「太郎君がどちらも「つまり一方で作用・反作用の関係は・・・例えば花子さんが壁をパンチしたときの「つまり作用反作用の関係にある2力はでは先ほどの例では「①と④」「③と⑥」「⑤と⑦」の3組が互いにつり合いの関係にある力です。「①と②」「③と④」「⑤と⑥」の3組が作用・反作用の関係にある力です。・「力」を「～～が……を引く(押す)力」と表現できるように！※「～～」と「……」には接している物体が入る！・つり合いの関係にある力は・作用・反作用の関係にある力はこのサイトはスパムを低減するために Akismet を使っています。小中高生に数・理を教えている関西の丑年塾講師