接触する力・離れて働く力を表で分類しよう
このレッスンの役割
このセクションの第4レッスンです。前のレッスンでは、「どの物体が、どの物体へ力を及ぼすか」と二つの物体を明示しました。今回は、その二物体が接触しているか離れているかを手がかりに、いろいろな力を分類します。
今回完成させる力は、弾性力・摩擦力・面が支える力、重力・磁力・電気力を、力を及ぼす物体と観察される働きから見分けることです。次のレッスンでは、動いている・止まっているという見た目だけで力を判断する誤りを直します。
知る・理解する
力は、物体同士が接触している場合と、離れている場合に分けて探せます。
| 力 | 力を及ぼす物体 | 力を受ける物体 | 接触 |
|---|---|---|---|
| 弾性力 | 伸び縮みしたばね・ゴム | つながれた物体 | する |
| 摩擦力 | 床・机・接触面 | 接している物体 | する |
| 面が支える力 | 机・床・壁 | 接している物体 | する |
| 重力 | 地球 | 地表付近の物体 | しない |
| 磁力 | 磁石 | 磁石・鉄など | しない |
| 電気力 | 電気を帯びた物体 | 別の帯電体など | しない |
接触しているから、力は一種類だけとは限りません。床は物体を支え、同時に滑りを妨げる摩擦力を及ぼす場合があります。
具体例で使う
伸びたばねにつないだおもりでは、ばねがおもりへ弾性力を及ぼします。ばねとおもりは接触または糸などでつながっています。弾性力は、変形した物体が元の形へ戻ろうとすることに関係します。
机の上の消しゴムを横から弱く押しても動かない場合、机と消しゴムの間の摩擦力が滑りを妨げています。摩擦力は、滑っているときだけでなく、滑り始めるのを妨げる場合にも働きます。
地球は接触していなくても物体へ重力を及ぼします。重力は空気が押して生じる力ではありません。空気がない場所でも地球の重力は働きます。
磁石は鉄を引くだけでなく、磁石同士の同じ極を近づけると反発する場合があります。電気を帯びた物体同士も、条件によって引き合ったり反発したりします。
誤答を直して次の学びへつなげる
「重力は空気が物体へ触れて押す力」という説明は誤りです。重力は地球が物体へ離れて及ぼす力です。空気の抵抗とは別の力です。
「磁力は必ず物体を引きつける」という説明も修正します。磁石と鉄では引くことが多い一方、磁石同士では極の組み合わせによって引力と反発力が見られます。
次のレッスンでは、物体が動いているから進行方向の力がある、止まっているから力はない、摩擦は動いているときだけ、という誤りを場面と相手物体へ戻って直します。
自分で確かめよう
確認1:接触する力を三つ挙げてください。
弾性力、摩擦力、面が物体を支える力です。確認2:離れて働く力を三つ挙げてください。
重力、磁力、電気力です。確認3:机の上の消しゴムへ、机は一種類の力しか及ぼしませんか?
一種類とは限りません。机は消しゴムを支える力を及ぼし、横に滑ろうとするときには摩擦力も及ぼす場合があります。クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。