水・清の理科コーナー・・・「運動とエネルギー」中学校　理科　　トップへ戻る

「運動や力、エネルギーについて学習しましょう。」「復習してみようかな」という人、応援します。

・力とは何か？

・「力」って何でしょう。 ・理科では、次のようなものを力とよんでいます。 「物を変形させたり、物の運動のようすを変える原因となるもの」です。もう少し、わかりやすく言いますと、例えば、針金の両端を持って、力を入れると、「ぐっにゃ」と曲がりますね。力を入れると、物が変形しますね。 また、落ちている石(止まっている)をける(力を加える)と、石は飛びます。また、ピッチャーが投げたボールにバットを当てると、ボールの動く方向やボールの速さが変わりますね。 �@力には、物体どうしが接してはたらく力。・・・・摩擦力など。 �A物体どうしが離れてはたらく力があります。・・・磁石の力、電気の力、重力など。 ・力の単位は・・・重力を基準として決められています。・・・・ｋｇ重 ＊質量1ｋｇの物体にはたらく重力の大きさを１ｋｇ重の力といいます。 ＊重力・・・物が地球の中心に向かって引かれる力です。地球上の場所によって、少し、違います。 地球は自転していますので、遠心力の影響を受けます。 ＊万有引力・・・すべての物は、お互いに引き合う力がはたらいています。(ニュートンが発見しました。) ＊力の表し方・・・下の図のように矢印を使って書きます。�@力の大きさは、赤い線の長さ。�A力の方向は矢印のさす向き。

・垂直抗力、摩擦力、浮力って何か？

・垂直抗力・・・机に物を置いたとき、右の図を見てください。 物には、重力がはたらいています。(下向き) 机の面から、押し返す力(垂直抗力)がはたらいています。(上向き) この２つの力がつりあっているので、物は静止しています。
・摩擦力・・・物がほかの物の面上をすべって動いたり、動かそうとした時、接している物に面からはたらく動きをさまたげようとする力のことです。(力と反対向き)
・浮力・・・水中にある物体にはたらく上向きの力。 ・浮力の大きさは、その物体がおしのけた水の重さに等しいです。(アルキメデスの原理) ・浮力＝空気中の重さ−水中での重さ ＊船の重力と浮力がつりあっています。(浮いています) ＊水・清の理科の基本法則を見ましょう。

・力の合成って？

・１つの物体に２つの力がはたらく時を考えてみましょう。 ２つの力と同じはたらきをする１つの力を求めることを力の合成と言います。 つりあっているとき・・・・止まっています。 例：綱引きで引き分けの時。 つりあっていないとき・・・２つの力の合力の向きに動きます。 ＊２つの力が一直線上にある場合の２力の合力・・・同じ方向の時は、和。反対向きの時は、差。 ＊合力を求めることを力の合成といいます。
＊２つの力が一直線上にない場合・・・・２力を２辺とする平行四辺形の対角線で、合力をもとめることができますね。	赤い矢印が２力の合力になります。

・力の分解って？

・物体にはたらく１つの力を、これと同じ２つの力に分けることを、 力の分解とよんでいます。 ・分けられた力を分力といいます。 ・力の分解のしかたは、平行四辺形をつくります。

黒い矢印(力)を分解すると。赤い矢印(分力)になります。

・作用の力、反作用の力って？

・１つの物が他の物に力を加えると、加えた力と反対向きに同じ大きさの力を受けます。 (例)バネに力を加えてを引っ張ると、バネは元にもどろうとする力が生じます。 かべを押すと、かべから力を受けて押し返されます。 ・物体に加える力を作用の力、物体から受ける力を反作用の力といいます。

・速さって？

・だんだん速くなる運動と力

・運動している物体に力がはたらくと、向きや速さが変わりますね。 ・物には、全て地球上では、重力という力がはたらいています。 ・斜面を下る物には、重力の斜面方向の分力がはたらいています。 右の図のＦ３は重力。　Ｆ２は、「重力の斜面方向の分力」です。 １　課題 ・斜面を下る台車の運動のようすと力を調べよう。 ２　準備 ・斜面にする板、ばねばかり。 記録タイマー 力学台車 紙テープ ３　実験方法の確認 ・記録タイマーの使い方の説明をする。 ・注意すること	●斜面の角度が大きいほど、Ｆ２の力が大きい。 ●角度が９０度の時、Ｆ２は重力となります。
４　実験・・・班ごとに協力しておこなう。 記録タイマーと台車を斜面にセットして 一人１回は実験を行う 紙テープに打点がつく。 ●テープを６つ間隔にハサミで切り、ノートに順にはる。 ●それぞれの速さをノートに書く。	・記録タイマー・・・紙テープに一定時間の間隔で打点を記録させます。１秒間に６０回打点されます。 （西日本の場合：１／６０秒の間隔で点が打たれます） ・カーボンを紙テープの上にのせる。 記録タイマー カーボン紙
５　結果とまとめ　 ●AからＢまでの時間は０．１秒となりますね。 ＊速さは、ＡＢの長さをはかり、０．１で割ります。 例えば、ＡＢの長さが８ｃｍだとすると、８÷０．１＝８０ ８０ｃｍ／秒となります。 ●点と点の間隔が広いほど、速いことになりますね。	●時間とともに、だんだん速くなっていることが分かります。 ●斜面方向の力が大きい(斜面の角度が急なほど)速さの変わり方が大きくなることが分かりました。 ●物体にはたらく力が大きいほど、速さも大きく変化します。

・エネルギーや仕事とは何？

・仕事率って何？

・仕事の原理って何？

・どんな道具や機械を使っても、仕事の大きさは変わりません。これを仕事の原理とよんでいます。 道具を使うと力は得をしますが、距離で損をします。 ・動滑車を使うと、力は半分ですみます。でも、距離は２倍になります。 ・右の図：６ｋｇの物を持ち上げるのに動滑車を使えば、半分の３ｋｇ重の力ですみます。しかし、物体を２ｍあげるのに、倍の４ｍ引っ張らなくてはいけませんね。

仕事は６×２＝１２　(ｋｇ重ｍ)

・位置エネルギーとは？

・運動エネルギーとは？

・力学的エネルギーの保存とは？

・力学的エネルギーとは・・・・位置エネルギーと運動エネルギーの和 ・力学的エネルギーの保存 　位置エネルギー＋運動エネルギー＝一定 ・高い所にある物は、大きな位置エネルギーをもっています。だんだん坂を下るにつれて、運動エネルギーが大きくなります。反対に位置エネルギーは小さくなります。エネルギーは、移り変わります。 右の図：斜面の上にある時は、位置エネルギーが大きい。(高いから) 斜面の下のほうでは、位置エネルギーは０で、運動エネルギーは大きいです。(速いから) 右の図：力学的エネルギーの保存の例。 ただし、摩擦や空気抵抗は考えないとします。