チャンネル登録8万人!成績がUPするYouTubeチャンネルはここから!

【中学理科】力の分解とは?元教員がわかりやすく解説

力の分解

このページでは、中学3年生で学習する「力の分解」について解説をしていきます。

  • 力の分解について知りたい
  • 斜面の力の分解について知りたい

という方は、この記事を読めばバッチリですよ!

ねこ吉

よろしくお願いします!

うん。よろしくね!

自己紹介

さわにい」といいます。元中学理科の教員

現在は毎月30万人が利用する理科サイトの運営者です。

登録者8万の教育YouTuberでもあります。

中学理科の成績を伸ばせる塾!「さわにい理科塾」を始めました!詳しく知りたい方はこちらさわにい本人のサポートで成績UPです!

タップできる目次

力の分解とは

力の分解とは、1つの力を2つ以上の力に分けることだよ。

また、分解によって分けられた力のことを分力というよ。

力の分解の手順

力Fをaとbの方向へ分解したとしよう。

この場合、下の図の2つの力の矢印が分力となるんだよ。

力の分解の手順2
ねこ吉

力の分解、分力。しっかり覚えておきます!

力の分解の作図

では続いて、力の分解の作図の方法を見ていこう。

力Fをa方向とb方向に分解してみよう。

力の分解の作図1

力の分解は、平行四辺形を作図すると簡単に行うことができるんだ。

ねこ吉

平行四辺形?

うん。まずは力Fの先端を通り、aと平行な線を書いてみよう。

すると、下の図のようになるね。

力の分解の作図2

続いては、力Fの先端を通り、bと平行な直線を書いてみよう。

すると、図のようになるね。

力の分解の作図3

これで、平行四辺形を書くことができたね。

平行四辺形の辺が分力となるよ。

力の分解の作図4

力の分解はすべてこの手順で行うことができるよ。

しっかりと練習してね!

ねこ吉

了解です!!

斜面上の物体にはたらく重力の分解

では続いて、斜面上の物体にはたらく重力の分解を考えていこう。

ねこ吉。

下の図のような、急な斜面と緩やかな斜面の上に物体があった場合、どちらのほうが早く滑り落ちるかな?

斜面上の物体にはたらく重力
ねこ吉

それはもちろん急な斜面だね!

だけど、どちらの物体もかかる重力は同じだよね?なぜ急な斜面の方が早く滑り落ちるのかな?

理由を説明できる?

ねこ吉

うーん、理由は説明できないな…。

その理由を、力の分解を元に考えていこう!

まず、斜面上にある物体に働く重力の分解は

  • 斜面に平行は方向
    斜面に垂直な方向

に分解するよ。これは必ず覚えておこう!

斜面上にある物体の重力の分解は、「斜面に平行な方向」「斜面に垂直な方向」に分解する!

つまり、それぞれこのような向きに分解すればいいんだね!

斜面上の物体にはたらく重力の分解1

では、重力をこの2つの方向へと分解してみよう。

ねこ吉

分解するには、平行四辺形を書けばよかったね!

まずは平行四辺形を書いて…。

斜面上の物体にはたらく重力の分解2

それぞれの辺が分力になるように、力の矢印を書けばいいね!

斜面上の物体にはたらく重力の分解3

これで力の分解は完成だね。

図があると力の分解が難しく感じるけど、やっていることは力の分解の基本的な問題と同じだね!

(以下は力を残して図だけ見えなくした図)

斜面上の物体にはたらく重力の分解4

さて、ここで注目してほしいポイントがあるんだ。

それは、重力の大きさは同じでも、斜面方向にはたらく力は急な斜面のほうが大きい!

ということだよ。

滑り落ちる力
ねこ吉

ほんとだ!

滑り落ちる力が、図1のほうが大きいから、斜面が急な方が早く滑り落ちるんだね。

これはボールなどの丸い物体でも、全く同じだよ!

ねこ吉

だけど先生、斜面に垂直な力はどうなるの?

斜面に垂直な力は、斜面が物体を支える力(垂直抗力というよ)とつり合っているよ。

垂直抗力とつり合う

だから斜面に垂直方向には物体は移動せず、斜面と平行な方向に物体が移動するんだね!

ねこ吉

なるほどです!

まとめ

これで力の分解の解説を終わるよ。

  • 力の分解の仕方
  • 斜面にはたらく重力の分解

しっかりと確認しておこうね!

さわにいは、登録者8万人の教育YouTuberです。

中学の成績を上げたい人は、ぜひYouTubeも見てみてね!

また、2022年10月に学習参考書も出版しました。よろしくお願いします。

他のページも見たい人はトップページへどうぞ。

さわにい理科塾

さわにい理科塾はじめました!

月額3,500円の中学理科塾です。

料金は安いですが、さわにい本人がサポートし、成績はバッチリ上がります。興味がある方はこちらから。

 今なら相談無料です 

ねこ吉

またねー!

この記事を書いた人

東京を拠点に活動する教育フリーランス  専門は理科教育学  所持教員免許は中学と高校の理科  

理科の教材や学習法を研究中!
さまざまな出版社の理科教材や解説を作成してます。

ツイッターでは理科のポイントや勉強の仕方、さわにいの考えを発信しています。

youtubeは2020年から勉強に役立つ理科動画を配信開始!ぜひ見てみてね☆

コメント

コメントする

CAPTCHA


タップできる目次