【中学理科】力のつり合いを元教員がわかりやすく解説

このページでは、中学１年生で学習する力のつり合いについて解説をします。

などについて学習したい人は、この記事を読めばバッチリです！

うん。よろしくね！

力のつり合いとは

「物体に力を加えるとどのようなことが起こるか？」ねこ吉は覚えているかな？

素晴らしい！

力のはたらきには、以下の３つがあったね。

これら3つが、力のはたらきだったね！

（覚えていなかった人は、下のページも見てみてね！）

つまり物体に力を加えると、物体が動いたり、形が変わったりするんだね。

では、次の場合を考えてみよう。

つなひきでは、力いっぱいに引っ張っても、物体（ひも、なわ）が動かないことがあるよね？

これは、なぜだろう？

うん。そういうことだね。

物体に2つの力が加わっているのに、物体が静止している場合、2つの力は「つり合っている」というんだよ。

中学３年生以上の方へ
実際には３つ以上の力でも、力のつり合いはおこります。
また、等速直線運動をしている場合も力はつり合っています。
しかし、この記事は中学１年生の学習内容に合わせているため、これらの説明は割愛いたします。

そういうことだね。では、２つの力がつり合うには、どのような条件が必要かを考えていこう。

２力がつり合うための3つの条件

２つの力がつり合うために、次の３つの条件を全て満たすことが必要だよ。

この３つ条件はとても大切だから、しっかりと覚えてね！

例えば下の図のA・Bはこれら3つの条件を全て満たすから、2つの力はつり合うね！

また、以下の３つは、３つの条件を全て満たしていないので、力はつり合わないよ。

Cは力の大きさが等しくないからつり合わないね。

Dは力の向きが反対ではないからつり合わないね。

Eは2つの力が一直線上にないからつり合わないね。

どうしたの？

うん。つり合わないよ。Eの２力が加わると、物体は回転してしまうね。

回転してしまうということは、物体は動いているから、つり合っていないね。

（もちろん回転して、力が一直線になればつり合うよ）

2力がつり合うための条件はOKかな？

必ず押さえておこうね！

力のつり合いと垂直抗力

最後に力のつりあいと垂直抗力すいちょくこうりょくについて解説するね。

うん。垂直抗力とは、物体が面に接して重さの分だけ力を加えているとき、同じ大きさで面から垂直に受ける力のことだよ。

物体には必ず重力がはたらくよね。だけど、机の上に置かれた本は下に落ちていかないよね？

これは、垂直抗力があるためなんだ。

そういうことだね。上の図では、重力と垂直抗力がつり合っているんだね。

だから本が動かないんだよ。

もちろんもっと重い本を置けば垂直抗力も大きくなるし、

もっと軽い本を置けば、垂直抗力も小さくなるよ。

図では、本の重さと垂直抗力がつり合っているから、このようになるんだね。

そこまで重たいと、机が壊れてしまうかな？

硬い地面の上なら大丈夫だから、垂直抗力は10000Nとなるね。

これが、力のつり合いと垂直抗力だよ。少し難しいけれど、確認しておいてね！

力のつり合いと作用反作用の関係

力のつり合いと作用反作用の関係を知りたい人は、こちらの記事を見てみてね！

まとめ

これで力のつり合いについての解説を終わるよ。

このサイトでは、中学理科に関する解説をしているよ。

またいつでも遊びにきてね！