1.3 まず覚えたい!日常にあふれる基本的な力 (Fundamental Forces / Basic Forces)
これから出会う、物理世界のスター選手たち!
これまでのページで、「力とは何か?」そして「力の図示の基本的なルール」について学んできたね。 力の3要素(作用点・大きさ・向き)を矢印で表現すること、バッチリかな?
さあ、ここからは、いよいよ物理の世界で大活躍する、基本的でよく登場する (Common) 力たちについて、一つ一つ詳しく見ていくよ! 実は、君たちが普段の生活の中で何気なく感じている力の多くが、これから学ぶ力たちなんだ。 「ああ、あの時のあの感じは、この力だったのか!」なんて発見がたくさんあるはずだよ。
それぞれの力がどんな特徴を持っているのか、どんな場面で登場するのか、そしてどうやって図示するのかを、一緒にマスターしていこう!
この節で探検する主な力たち
この第1章の3節目では、以下の代表的な力たちを順番に紹介していくよ。
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重力 (Gravity)
地球(や他の星)が物体を引きつける、とっても身近な力。リンゴが木から落ちるのも、私たちが地面に立っていられるのも、この力のおかげだね。
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垂直抗力 (Normal Force)
床や机などが、その上に乗っている物体を押し返す力。物体が面を突き抜けないように支えてくれる、縁の下の力持ちだよ。
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張力 (Tension)
糸やロープなどがピンと張ったときに、物体を引っぱる力。綱引きや、ブランコを吊るしているロープなどでおなじみだね。
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弾性力 (Elastic Force)
バネやゴムのように、変形した物体が元の形に戻ろうとするときに生じる力。びよーんと伸び縮みするのが特徴だよ。
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摩擦力 (Frictional Force)
物体が他の面に接しながら動こうとするときや、動いているときに、その動きを妨げようとする力。滑りにくさの正体だね。これには「静止摩擦力」と「動摩擦力」の2種類があるんだ。
これらの力は、力学の問題を解く上で本当によく出てくるから、それぞれの性質をしっかり理解しておくことが、力の図示マスターへの近道だよ!
それぞれの力をどう学ぶ? ~4つのポイント~
これから紹介するそれぞれの力について、主に次の4つのポイントに注目して学んでいくよ。
- どんな時に働くの? (発生条件)
- 作用点はどこ? (力の働く場所)
- 向きはどっち? (力の方向)
- 大きさはどうやって決まるの? (力の大きさを求める式など)
もちろん、たくさんの図や例、そして実際に手を動かせる練習問題(Canvasや簡単なJSアプリも登場するよ!)を通して、楽しく、そして深く理解できるように工夫していくから、安心してついてきてね!
さあ、最初の冒険へ! ~重力の世界へようこそ~
準備はいいかな? 最初に探検するのは、私たちにとって最も身近で、そして常に働き続けている力、重力 (Gravity) だ!
次のページで、重力の不思議な世界に飛び込もう!