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作用

一般小学生

まとめ

作用
ある物体が他の物体に対して及ぼす力
  • 力は単独で存在せず、必ず「作用」と「反作用」のペアで発生する
  • 作用と反作用は大きさが等しく、向きが反対で、同一作用線上にある
  • 2つの異なる物体間で相互に働くため、1つの物体内で力を合成することはできない

解説

物理学において、物体に力を加える行為を「作用」と呼びます。ニュートンの運動の第3法則(作用・反作用の法則)によれば、物体Aが物体Bに力を及ぼすとき、物体Bも同時に物体Aに対して同じ大きさで逆向きの力を及ぼします。このとき、一方が作用であれば、もう一方は反作用となります。重要なのは、これら2つの力は「異なる物体」に働いているという点です。混同されやすい「力のつり合い」との違いを以下の表にまとめます。

項目 作用・反作用 力のつり合い
働く物体の数 2つの物体 1つの物体
力の合成 できない できる(合計0になる)
発生のタイミング 常に同時 条件が揃ったときのみ
コラム

日常生活の中にも作用の例は溢れています。例えば、地面を蹴って歩くとき、足が地面を押す力が「作用」であり、地面が足を押し返す力が「反作用」です。この反作用があるおかげで、私たちは前に進むことができます。また、宇宙ロケットがガスを噴射して飛ぶのも、ガスを押し出す力(作用)に対する反作用を利用しています。計算問題では、どの物体にどの力が働いているのかを明確に区別することが正解への近道です。

小学生のみなさんへ

みなさんがカベを力いっぱいおすと、自分の体が後ろにおしもどされるような感じがしませんか?このように、何かを「おす」とき、そこには必ず「おし返される」力が生まれます。この、自分から加える力のことを「作用」といいます。

理科の世界では、力はいつでもペアで動いています。自分がおした分だけ、同じ強さで相手からもおし返されます。スケートボードに乗って友達をおすと、自分も反対側に動いてしまうのは、この作用と反作用の力が同時にはたらいているからです。

ルラスタコラム

宇宙うちゅうでボールを投げると、投げた人も反対方向に動いてしまいます。空気も地面もない場所では、この「おし返す力」がはっきりわかるんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 ある物体に力を加えたとき、同時に発生する逆向きの力を何というか。
反作用
【応用】 作用・反作用の力と、1つの物体にかかる「つり合いの力」の決定的な違いは何か。
作用・反作用は「2つの異なる物体」に働く力であり合成できないが、つり合いの力は「1つの物体」に働く力であり合成(相殺)できる点。
【実践】 氷の上で2人が向かい合い、一方が相手を押すと両方が離れていく理由を「作用」という言葉を使って説明せよ。
壁を押す力が「作用」となり、同時に壁から同じ大きさで逆向きの「反作用」を自分の体が受けるため。

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