力のはたらき

1年生で力の表し方を習いましたね。力は向きと大きさを持つ量なので、矢印を使いました。
力がどんなときにつり合うのか、覚えていますか?ここではいろいろな力のはたらき方についてまとめていきます。
ここでは以前に習っていた力の単位である「g重」・「kg重」を使っていきます。必要ならば
100g重=1Nで換算してください。

合力

同じ物体を2つの方向から引くとき、
力がつり合っていない場合、
物体はある1方向に運動を始めます。

それを外からながめると、物体はいかにも
運動の方向にひとつの力で引かれている
ように見えます。

2力が合わさってひとつの力になった
ように見えるんですね。

2力と同じはたらきをする1つの力を
合力といい、合力を求めることを
力の合成といいます。

  

一直線上の2力の合成

2力が一直線上にあるときは、たし算かひき算で合力の大きさが求まります。

2力が同じ向きの場合  

合力の大きさ=2力の大きさの
合力の向き…2力の向き

【例】F1が5kg重でF2が3kg重のとき、合力Fの大きさは
   5(kg重)+3(kg重)=8(kg重)

2力が反対向きの場合

合力の大きさ=2力の大きさの
合力の向き…大きいほうの力の向き

【例】F1が5kg重でF2が3kg重のとき、合力Fの大きさは
   5(kg重)−3(kg重)=2(kg重) 向きはF
1と同じ向き

一直線上にない2力の合成

では、2力が一直線上にない場合についてまとめてみましょう。作図をして求めます。

順番にラジオボタンをクリックしてみてください。
@F1とF2の合力を求めてみましょう。

AF1とF2を2辺とする平行四辺形をつくります。

B平行四辺形の対角線が合力Fとなります。

※FはF1・F2と同じはたらきをするひとつの力ですね。
 摩擦も何もなければ、物体はFの方向に動きます。

一直線上にない2力の合力

2つの力をとなり合う2辺とした平行四辺形の対角線にあたる

方眼にかかれた矢印なら合力もラクに求まりますが、ふつうは作図によって平行線を引きます。
平行線の引き方はこちらで確認してください。

上と同じようなことですが、合力は次のようにしても求めることができます。
考え方としてはこちらのほうがわかりやすいかもしれません。

順番にラジオボタンをクリックしてみてください。
@F1とF2が同時に同じ作用点にはたらいています。

AF1をF2の先端に移動します。

B移動したF1の先端が合力Fの先端になります。

※物体にまずF2の力を加え、さらにF1の力を加えたら、結果として
 F(合力)の力を加えたのと同じになった…というイメージですね。
 F
1の先端にF2を移動しても同じ合力Fとなります。

  ※解答は半角数字で入力してくださいね。三角形の辺の比はこちらを参考にしてください。

@合力の大きさは?     

kg重

A合力の大きさは?

kg重

B合力の大きさは?

kg重

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