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力(ちから)の表(あらわ)し方(かた)と重力(じゅうりょく)

カワウソ先生力(ちから)は矢印(やじるし)で描(えが)けるよ。長(なが)さが大(おお)きさ、向(む)きが力(ちから)の向(む)き。1Nは質量(しつりょう)100gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)とだいたい同(おな)じ、と覚(おぼ)えておくと計算(けいさん)が早(はや)い。

30秒でつかむ

  1. 力(ちから)には大(おお)きさ・向(む)き・作用(さよう)(新しいタブで開きます)点(てん)の3つの要素(ようそ)があり、矢印(やじるし)の長(なが)さと向(む)きで力(ちから)を表(あらわ)すことができる。
  2. 重(おも)さは物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさで、場所(ばしょ)によって変(か)わる。質量(しつりょう)は物体(ぶったい)そのものの量(りょう)で、場所(ばしょ)が変(か)わっても変(か)わらない。
  3. 力(ちから)の大(おお)きさの単位(たんい)はニュートン(N)。1Nは、質量(しつりょう)が約(やく)100gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)とほぼ同(おな)じ大(おお)きさ。

詳しく

公式(こうしき)

力(ちから)には、大(おお)きさ・向(む)き・作用(さよう)点(てん)という3つの要素(ようそ)がある。これを力(ちから)の三(さん)要素(ようそ)という。力(ちから)を図(ず)に表(あらわ)すときは、作用(さよう)点(てん)から力(ちから)の向(む)きに矢印(やじるし)を引(ひ)き、矢印(やじるし)の長(なが)さで力(ちから)の大(おお)きさを表(あらわ)す。

力(ちから)の大(おお)きさの単位(たんい)にはニュートン(記号(きごう)N)を使(つか)う。1Nは、質量(しつりょう)が約(やく)100gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)とほぼ同(おな)じ大(おお)きさ。つまり、100gの物体(ぶったい)には約(やく)1N、200gの物体(ぶったい)には約(やく)2Nの重力(じゅうりょく)がはたらく。

重(おも)さは物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさで、ばねばかりで測(はか)る。質量(しつりょう)は物体(ぶったい)そのものの量(りょう)で、場所(ばしょ)が変(か)わっても変(か)わらず、てんびんで測(はか)る。月面(げつめん)では重(おも)さは地球(ちきゅう)の約(やく)1/6になるが、質量(しつりょう)は変(か)わらない。

力は作用点・大きさ・向きの3要素を矢印で表すAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

例題(れいだい)

例題(れいだい)1:質量(しつりょう)300gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさは何(なん)Nか。1Nが質量(しつりょう)約(やく)100gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)なので、300÷100=3N。

例題(れいだい)2:質量(しつりょう)50gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさは何(なん)Nか。50÷100=0.5N。

例題(れいだい)3:ある物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)が2.5Nのとき、この物体(ぶったい)の質量(しつりょう)は何(なん)gか。質量(しつりょう)と重力(じゅうりょく)の大(おお)きさはほぼ比例(ひれい)するので、2.5×100=250g。

質量300g÷100=重力3NAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

物体(ぶったい)の質量(しつりょう)が大(おお)きいほど、はたらく重力(じゅうりょく)も大(おお)きくなる。質量(しつりょう)と重力(じゅうりょく)の大(おお)きさはほぼ比例(ひれい)の関係(かんけい)にあるので、質量(しつりょう)を100で割(わ)れば重力(じゅうりょく)のおおよその大(おお)きさが求(もと)められる。

力(ちから)を矢印(やじるし)で表(あらわ)すのは、大(おお)きさと向(む)きの両方(りょうほう)をいっしょに表(あらわ)せるから。矢印(やじるし)が長(なが)いほど力(ちから)が大(おお)きく、矢印(やじるし)の向(む)きが力(ちから)のはたらく向(む)きになる。作用(さよう)点(てん)(矢印(やじるし)の始(はじ)まり)も、力(ちから)がどこにはたらいているかを示(しめ)す大事(だいじ)な情報(じょうほう)。

重(おも)さと質量(しつりょう)を区別(くべつ)するのは、重力(じゅうりょく)の大(おお)きさが場所(ばしょ)によって変(か)わるため。地球上(ちきゅうじょう)ではどこでも重力(じゅうりょく)の大(おお)きさがほぼ同(おな)じなので、ふだんは重(おも)さと質量(しつりょう)を混同(こんどう)してもあまり困(こま)らないが、月面(げつめん)など重力(じゅうりょく)が違(ちが)う場所(ばしょ)では区別(くべつ)が必要(ひつよう)になる。

確認問題

問題 1 / 4質量(しつりょう)300gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさはどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/force-and-gravity/?from=print#quiz

  1. 質量(しつりょう)300gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさはどれか。

    • ◯ 0.3N
    • ◯ 3N
    • ◯ 30N
    • ◯ 300N

    正解:3N
    1Nは質量(しつりょう)約(やく)100gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)なので、300÷100=3N。

  2. 質量(しつりょう)50gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさはどれか。

    • ◯ 0.05N
    • ◯ 0.5N
    • ◯ 5N
    • ◯ 50N

    正解:0.5N
    50÷100=0.5N。

  3. ある物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)が2.5Nのとき、この物体(ぶったい)の質量(しつりょう)はどれか。

    • ◯ 2.5g
    • ◯ 25g
    • ◯ 250g
    • ◯ 2500g

    正解:250g
    質量(しつりょう)と重力(じゅうりょく)の大(おお)きさはほぼ比例(ひれい)するので、2.5×100=250g。

  4. 重(おも)さと質量(しつりょう)の違(ちが)いとして正(ただ)しいものはどれか。

    • ◯ 重(おも)さと質量(しつりょう)はどちらも場所(ばしょ)によって変(か)わる
    • ◯ 質量(しつりょう)は場所(ばしょ)によって変(か)わらないが、重(おも)さ(重力(じゅうりょく)の大(おお)きさ)は場所(ばしょ)によって変(か)わる
    • ◯ 重(おも)さは場所(ばしょ)によって変(か)わらないが、質量(しつりょう)は場所(ばしょ)によって変(か)わる
    • ◯ 重(おも)さと質量(しつりょう)はどちらも場所(ばしょ)によって変(か)わらない

    正解:質量は場所によって変わらないが、重さ(重力の大きさ)は場所によって変わる
    質量(しつりょう)は物体(ぶったい)そのものの量(りょう)で場所(ばしょ)が変(か)わっても変(か)わらない。重(おも)さは物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさなので、月面(げつめん)などでは地球(ちきゅう)と変(か)わる。

単元のポイント

  • 力(ちから)の三(さん)要素(ようそ) 大(おお)きさ・向(む)き・作用(さよう)点(てん)
  • 質量(しつりょう) 場所(ばしょ)によって変(か)わらない量(りょう)(てんびんで測(はか)る)
  • 重(おも)さ 物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさ(ばねばかりで測(はか)る)
  • 1N 質量(しつりょう)約(やく)100gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)とほぼ同(おな)じ大(おお)きさ
問題を解く
単元のポイント
  • 力(ちから)の三(さん)要素(ようそ) 大(おお)きさ・向(む)き・作用(さよう)点(てん)
  • 質量(しつりょう) 場所(ばしょ)によって変(か)わらない量(りょう)(てんびんで測(はか)る)
  • 重(おも)さ 物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)の大(おお)きさ(ばねばかりで測(はか)る)
  • 1N 質量(しつりょう)約(やく)100gの物体(ぶったい)にはたらく重力(じゅうりょく)とほぼ同(おな)じ大(おお)きさ