一般小学生
まとめ
- 物体が他の物体に力を及ぼすとき、その相手の物体から受ける、大きさが等しく向きが反対の力のこと。
- 力は単独で存在するのではなく、必ず「作用」と「反作用」という2つの物体の間で相互に働き合う。
- 浮力の文脈では、水が物体を押し上げる力(浮力)に対し、物体が水を押し下げる力が反作用に該当する。
解説
物理学における「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に力を加える(作用)と、同時に物体Bも物体Aに対して同じ大きさで反対向きの力を及ぼします。これが反作用です。
浮力の実験を例に挙げると、水中の物体には上向きの浮力が働きますが、同時に物体は水を同じ大きさの力で下向きに押し返しています。例えば、台ばかりに載せたビーカーの水に、ばねはかりで吊るした金属球を沈める状況を考えます。金属球が水に浸かると、浮力によってばねはかりの示す値は減少しますが、その反作用が水(および容器)を下向きに押すため、台ばかりの示す値は浮力の分だけ増加します。この結果、系全体の重さの合計は常に一定に保たれます。
小学生のみなさんへ
力というものは、いつも2つのセットで生まれます。たとえば、あなたがカベを強くおすと、あなたの手もカベからおし返されているような感じがしませんか?このように、力を加えたときに相手から同じ大きさでおし返される力のことを「反作用」といいます。
水の中にある物に働く「浮力」でも同じことがおきています。水が物を上に押し上げようとするとき、同時に物は水を下におし返しています。実験で、水が入った容器をはかりにのせて、そこに糸でつるした玉を沈めてみると、玉が水にふれた瞬間にはかりの目もりが増えます。これは、玉が水を下におし返す力がはかりに伝わっているからです。
このように、力は一方向だけではなく、必ずお互いに働き合っているということを覚えておきましょう。
ルラスタコラム
宇宙へ行くロケットが飛ぶのも、この「反作用」のおかげです。ロケットは後ろからガスをいきおいよくふき出すことで、その反対向きの力(反作用)を受けて前に進んでいるんですよ。
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