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いろいろな力を中学生に向けて解説

このページでは【いろいろな力】を中学生向けに説明していくよ。
中学生で学ぶ「いろいろな力」は
① 弾性力
② 摩擦力
③ 磁石の力(磁力)
④ 電気の力
⑤ 重力
の5つだね。
また、このページは中学1年「力と圧力」の単元の2ページ目だよ。
ページを読み進めると、力と圧力の単元をすべて学習することができるよ
それではいろいろな力の学習スタート☆

1.いろいろな力

さて、前のページを読んで、力のはたらきの学習はOKかな?

ねこ吉。力のはたらきを3つ答えてみて!

①物体の形を変える(変形させる)
②物体の動きを変える
③物体を支える。
でしょ!

 

いい感じだね☆それでは続きにいこう!

ここでは、中学生が学ぶ力の種類。「いろいろな力」を学習するよ!

 


 

中学生が学ぶ「いろいろな力」は大きく①~⑤の5種類。

 

A ふれあってはたらく力

①弾性力(だんせいりょく)
②摩擦力(まさつりょく)

B はなれていてもはたらく力

③磁石の力(磁力)
④電気の力
⑤重力

となるよ。それではさっそく一つずつ学習していこう!

 


2.ふれあってはたらく力

① 弾性力

まずは弾性力(だんせいりょく)から始めるよ。難しそうな名前だけど、大丈夫だよ。

弾性力というのは、「物体がもとの形にもどろうとする力」のことなんだ。

物体がもとの形にもどろうとする力??
少しわかりにくいね。弾性力がわかりやすい物は、「ゴム」や「ばね」なんだよ。
例えばここに、ばねがあるとするよ。
ばね図1
このばねを縮めたとしよう。
そうすると、縮んだばねは「勝手にもとの形(図①の伸びた状態)にもどろうとするね。」
この「元の形にもどろうとする力」が弾性力なんだよ!
ばね図2
ああああ   弾性力!

弾性力はゴムもわかりやすいね。輪ゴムを引っ張って伸ばして、長丸にしてみよう。
伸びた輪ゴム
ああああああ   弾性力!
そうすると、輪ゴムは元の丸い形にもどろうとするね。
この力も弾性力だよ。

あとはやわらき下敷きや、じょうぎも曲げると元のまっすぐにもどろうとするね。
これらが弾性力のわかりやすい例だよ。覚えておこう!
弾性力…物体がもとの形にもどろうとする

 


② 摩擦力

次に摩擦力(まさつりょく)の説明をするよ。

例えば教科書を平らな机の上ですべらせたとしよう。この教科書の動きはどうなるかな?

教科書①

簡単だよ。すぐに止まる!

そうだね。教科書だけじゃないけど、動いているものはやがて止まるよね。じゃあ、なんで止まるのか説明できる?

 

できません☆

おっけー。実はこの、「物体がこすれあったときに発生する、物体の動きをさまたげる力」を摩擦力というんだ。

教科書②

「動きをさまたげる」だとわかりにくい人は、「動きをじゃまする力」とか、「動きを止めようとする力」というイメージでいいよ!

上の図では教科書は右にすべっているね。摩擦力は必ず、動いている向きとは逆向き、上の図では左方向にはたらくんだよ。

 


下の図を見てみてね。もしも教科書が左向きにすべっているとしたら、摩擦力は動いているほうの逆。つまり右向きにはたらくんだね。

教科書③

もう一度確認だよ。摩擦力は絶対に動いている方向と逆向きにはたらくよ。覚えておいてね!

 


おまけでもう少し摩擦力の話をするよ。

「おまけ① 摩擦力は止まっている物体にもはたらく」んだ。

え?そうなの?
うん。たとえばタンスや大きな机は押しても簡単には動かないよね?これは、摩擦力がじゃまをしているから動かしにくいんだ!
なんか迷惑な力だな。
まあね。だけど摩擦力がないと困ることもあるんだ。例えば、氷の上は摩擦力が少ないんだけど、ずっとスケートリンクの上で生活となったら、生活しにくいよね。
たしかに。止まりにくくて転んでばっかりになっちゃうね。
そうなんだ。摩擦が少ないと止まりにくくなってしまうんだ。
ちなみに、(ありえないけど)摩擦が完全に0の超ツルツルの床があったら、動きだしたら、永久に止まれないんだよ。
そっか。摩擦力があるおかげで、動いていても簡単に止まれるんだね!
「おまけ② 摩擦力が少ないと止まりにくく、摩擦力が0だと永久に止まれない。」

 

よし。それじゃあ摩擦力のまとめをして終わろう!

摩擦力 … 物がこすれあったときにはたらく、物体の動きをさまたげる力

摩擦力は必ず動いている方向と逆向きにはたらく。

おまけ① 摩擦力は止まっている物体にもはたらく
おまけ② 摩擦力が少ないと止まりにくく、摩擦力が0だと永久に止まれない。

 


2.はなれていてもはたらく力

① 磁石の力(磁力)

さて、ここからは、はなれていてもはたらく力3種類を学習していくよ。まずは磁石の力(磁力)から学習していこう。

磁石の力のはたらき方は、下の3パターンがあるよ。

何極と何極が近づくかで、発生する磁石の力の向きが変わるから注意してね!


例1 N極とN極の場合

磁石②

N極とN極の場合、磁力は反発しあう力になるんだね。


例2 S極とS極の場合

磁石③

S極とS極の場合も、磁力は反発しあう力になるよ。


例3 N極とS極の場合

磁石③

N極とS極の場合は、引き合う力になるよ。


磁石の力 … 磁石の間に発生する力。同じ極どうしのときは反発しあい、異なる極のときは引き合う。

 


② 電気の力

はなれていてもはたらく力の2つ目は電気の力だよ。

まず始めに注意!さっきの「磁石の力」はテストで「磁力」と書いても〇にしてもらえるんだ。だけど、今から学ぶ「電気の力」はテストで「電力」と書くと×になるよ。実は「電力」は中学2年で学ぶ別の意味を持つ言葉なんだ。だから必ず「電気の力」と覚えよう!


では、電気の力の説明だよ。これは、「静電気」ともよばれるものだね。

わかりやすい例でいうと、静電気このように下敷きと髪の毛がくっつくような力だね。あとは静電気で浮くこのように静電気でビニールテープを浮かせたりもできるよ。

この電気の力は、さっき説明した「磁石の力」と、とてもよく似ているんだ。電気には+(+)と-(マイナス)の2種類があって、どの電気とどの電気が近づくかで、力の向きが変化するよ!


例1 +と+の場合

電気の力①

+と+の場合、電気の力は反発しあう力になるんだね。


例2 -と-の場合

電気の力②

-と-の場合も、電気の力は反発しあう力になるよ。


例3 +と-の場合

電気の力③

+と-の場合は、引き合う力になるよ。


電気の力 … 電気どうしに発生する力。同じ種類の電気どうしでは反発しあい、異なる種類の電気では引き合う。

だよ。

ほんとに磁石の力と似ているんだね!

 


③ 重力

はなれていてもはたらく力の最後は「重力」だよ。

重力というのは地球が地球の中心に向かって引っ張る力のことなんだ。これは地球上のすべての物体にはらくんだ。

絵で描くとこんな感じかな?

重力

地球は丸くて、いろいろな場所に人が住んでいるね。だけど、地球の裏側にいる人(図のDさん)も宇宙に落ちてしまったりしないよね?これは、「重力」という力がどの場所にいても地球の中心に向かってはたらくためなんだ。

 

この「重力」も離れていてもはたらく力だから、投げたものや飛んでいるものも地球に引かれているんだよ。

鳥や飛行機のように、少しの間重力に逆らって飛んでいられるものあるけどね。

重力 … 地球が物体を引っ張る力。地球の中心に向かってはたらく。

 


以上で「いろいろな力」の学習を終わるよ。力の名前とそれぞれの力の特徴を覚えておけば大丈夫だよ!

 

ふれあってはたらく力

弾性力 … 物体がもとの形にもどろうとする力

摩擦力 … 物がこすれあったときにはたらく、物体の動きをさまたげる力


はなれていてもはたらく力

磁石の力 … 磁石の間に発生する力。同じ極どうしのときは反発しあい、異なる極のときは引き合う。

電気の力 … 電気どうしに発生する力。同じ種類の電気どうしでは反発しあい、異なる種類の電気では引き合う。

重力 … 地球が物体を引っ張る力。地球の中心に向かってはたらく。

 

 

みんなおつかれ-

 

 


次は「力の大きさと単位」について学習するよ!

続けて学習するには下のリンクを使ってね!

①力のはたらき

②いろいろな力の種類←今ここ

③力の単位、力と質量の関係←次ここ

④フックの法則

⑤力の矢印の書き方

⑥質量と重さの違い

⑦圧力とは何か、圧力の計算

⑧水圧

⑨浮力

⑩気圧

 

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