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中学物理② 力(ちから)

力 ちから Force
物理の世界で力と言った場合、物体の位置を変化させたり、運動している物体の速度・方向を変化させるものを力と呼んでいます。

重力 じゅうりょく;万有引力 ばんゆういんりょく Gravitation; Gravity

どんな物体も他の物体を自分の方に引き寄せる力を持っています。この力を重力といいます。月の表面での重力は、地球上の重力の6分の1です。高校生になると万有引力という言葉を使うようになってきます(重力と万有引力を同じ意味で使う場合もあるし、別の意味で使う場合もあります。中学レベルではあまり気にしなくて良いと思います)。

鉛直 えんちょく Vertical
鉛直は、重力の方向のことです。水平面に垂直な方向になります。垂直と同じ意味で使われることもおおいです。

垂直抗力 すいちょくこうりょく  Normal force; Vertical drag
ある2つの物体が接触しているとき、一方の物体は他方を押していますが、同時に他方の物体からも押されています。この押されている力のことを抗力といいます。抗力は色々な方向のものがあるのですが、抗力の中で、接触面に垂直なものを垂直抗力といいます。

摩擦(力) まさつ(りょく) Friction
ある物体が面に接触しながら動くとき(または、動こうとするとき)、その動こうとする力を邪魔する力が、物体の進行方向とは逆に働いています。この力を摩擦力といいます。よく使われる例は、箱を床の上で引っ張る場合と氷の上で引っ張る場合を考えれば、氷の上の方が摩擦力が少なくなるので、すいすい引っ張れます。
注意すべきは、静止している物体を動かそうとするときにも摩擦力が生まれることです。実際には、まだ物体は動いていないのですが、摩擦力が生まれているのです。

静止摩擦(力) せいしまさつ(りょく) Static friction
静止している物体を動かそうとするときに働く摩擦を静止摩擦といいます。静止摩擦よりも大きい力を加えないと物体は動き出しません。

動摩擦(力) どうまさつ(りょく) Kinetic friction
動いている物体があって、その進行を妨げようと働いている力を動摩擦といいます。

張力 ちょうりょく Tension  
糸などによって生み出される、引っ張る力の大きさのことを張力といいます。

弾性 だんせい Elasticity ;弾力 だんりょく Stretchiness
物体が何か力を受けて形が変わった後に、元の形に戻ろうとする性質のことを弾性といいます。

弾性力 だんせいりょく Elastic force
物体が弾性によって、元の形に戻ろうとする力のことを弾性力といいます。

フックの(弾性の)法則 ふっくの(だんせいの)ほうそく Hooke's law (of elasticity)

ばねの伸びはばねに付けられた重り(張力)に正比例する、という法則です。つまり、重りが重いほどばねは長くのびる、という法則です。

17世紀のイギリスの科学者、フック(Robert Hooke 1635 – 1703)がこの法則を初めて示しました。


力の合成 ちからのごうせい / 力の分解 ちからのぶんかい

ある物体に、2つ以上の力が働いているとします。この場合に、物体にはあたかも1つの力だけが働いているように見えます。この力のことを合力(ごうりょく;Net force; Resultant force)といいます。2つ以上の力から合力を求めることを力の合成といい、合力からもとの2つ以上の力を求めることを力の分解といいます。力の分解によって求める力のことを分力(ぶんりょく)と呼びます。

作用と反作用 さようとはんさよう
ある物体が他の物体から力を加えられているとき、向きが正反対で大きさが全く同じ力が両者に働いていることになります(例えば、人間が壁を押しているとします。壁には人間からの力が加わっていますが、人間にも壁からの力が働いています。この2つの力の向きは正反対で、力の大きさは全く同じです。)この関係のことを作用・反作用の関係といいます。「作用と反作用の力は一直線上にあり、向きは正反対で大きさは同じ」ということに注意して覚えてください。作用反作用と力の釣り合いはよく勘違いされるますが、別物です。

力の釣り合い ちからのつりあい
物体に2つ以上の力が働いているとき、その物体の速度が変化しないときに、それらの力は釣り合っているといいます。力が釣り合っているときは、それぞれの力の合力は0になっています。中学レベルでは物体が静止している状態を考えることが多いです。

仕事 しごと Work
物理における仕事というのは、日常で使う仕事という用語とは意味が違い、力が物体を動かしたときに、力が物体に伝えたエネルギーの量のことをさします。仕事は
「力の大きさ×動いた距離」
で表されます。力を加えたときに物体が全く動いていなければ、力がどんなに大きかったとしても、仕事は0になります(動いた距離が0なので)。

この意味で仕事という用語を用いた最初の人物は、コリオリ(Gaspard-Gustave de Coriolis or Gustave Coriolis ;1792 – 1843)というフランスの科学者です。.


圧力 あつりょく Pressure
圧力とは、単位面積(1平方メートルなど、基準となる面積のこと)にかかる力のことです。Pressureの頭文字をとってPと表すことが普通です。圧力を生む原因によって、大気圧、流体圧力など色々分類することができます。

水圧 すいあつ Water pressure
水による圧力のことを水圧といいます。

密度 みつど 
密度=質量÷体積。
距離(道のり)・速さ・時間の3つの関係を「み(き)・は・じ」という三角形に書いて覚えた方も多いと思いますが、「質量・密度・体積」の関係もそれと同じように三角形にして「し・み・た」とすると覚えやすいと思います。

大気圧 たいきあつ Atmospheric pressure

大気の圧力のことを大気圧といいます。大気とは、地球や他の惑星などの周りを取り巻いている、何種類もの気体がつくる層のことです。大気と空気は同じ意味で使うことも多いですが、呼吸と光合成に使われる大気のことを特に空気と呼んでいます。

浮力 ふりょく Buoyancy [ˈbɔɪ.ənsi]
流体(水や気体など)による、物体の重力の反対方向に働いく力のことを浮力といいます。「浮」は「うく」という漢字ですので、その漢字のイメージそのまま覚えてくれればいいと思います(「浮力」という漢字の読みは「ふりょく」ですので「うりょく」と読まないようにして下さい)。プールに入ったときに体が軽く感じることがあるのは、水により浮力を受けているからです。
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