一般小学生
まとめ
- 2つの力が「大きさが等しい」「向きが反対」「一直線上にある」という3条件を満たすときに成立する
- 物体が静止している場合、その物体にはたらくすべての力は必ずつり合っている
- 合力が0であるため、加速度が生じず物体の運動状態は変化しない
解説
物理学において「つり合っている」状態とは、物体に加わるすべての力を合成した「合力」がゼロであることを指します。最も基本的な「2力のつり合い」では、以下の3つの条件がすべて揃う必要があります。
1. 2つの力の大きさが等しい
2. 2つの力の向きが反対である
3. 2つの力が一直線上にある
例えば、120gのおもりを静止させる場面を考えます。定滑車(装置う)を使う場合、おもりを支えるには同じ120gの力で引く必要があります。一方、動滑車(装置え)を使用すると、2本のひもでおもりを支えることになるため、1本のひもを引く力は半分の60gでつり合います。このように、道具を使っても「物体を静止させるために必要な力の合計」は変わりません。
| 項目 | 2力のつり合い | 作用・反作用 |
|---|---|---|
| 力の対象 | 1つの物体にはたらく | 2つの物体の間ではたらく |
| 合力の計算 | 合成して0にできる | 異なる物体にはたらくため合成できない |
| 現象の例 | 机の上の本が静止している | 壁を押すと押し返される |
小学生のみなさんへ
「つり合っている」というのは、いくつかの力が同じ強さで押し合ったり、引き合ったりして、物が動かずにじっとしている状態のことです。たとえば、つな引きで両方のチームが同じ力で引っぱっているとき、つなは真ん中で止まったままになりますよね。これが「つり合っている」状態です。
机の上に置いた消しゴムが動かないのも、地球が消しゴムを引っぱる力(重力)と、机が消しゴムを押し返す力が同じ強さでつり合っているからです。もし、どちらかの力が強くなれば、消しゴムは動いてしまいます。理科の実験で使う「てんびん」も、左右の重さが同じになると、ピタッと止まってつり合います。
ルラスタコラム
公園にあるシーソーも、つり合いの勉強にぴったりです。体重がちがう友だちとつり合わせるには、座る位置を工夫する必要があります。重い人が中心の近くに座り、軽い人が遠くに座ると、うまくつり合わせることができるんですよ。
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