基礎からの力の合成と分解

中学3年生

三年生で習うこの力の範囲、多くの中学校では部活動をしている人は夏の大会前で忙しく、受験前という自覚が出始めあまりあたまに入らないそんな話です。

一度覚えると簡単ですが学校では三角定規をつかうので「三角定規つかってやる範囲」という認識の人もいます。最初の一歩がなかなかうまいこと行かない人も多く見られます。今日は力の合成と分解についてやっていきましょう

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力とは

なにか物を触るとき何かしらの力というものが働きます。つかむ、投げる、押す、引く・・・などです。高校になればこういった範囲を「物理」といいます。物にどのような力やエネルギーが伝わるかを考えていきます。

力の範囲では点と矢印で大きさと向きを考えます。

この場合7マスの矢印なので7Nとして表すことができます

力の合成と分解

力の合成

では2つの力があったときその合わさった力はどのように働くでしょうか

例えばこのふたつの力です。

なんとなく頭で想像してください。矢印の方向に紐をつないだ車で引っ張ると要にいる人はどのような動きで動きますか??

きっとこの人はなんとなく

赤の方向に引きずられていきますよね。これがイメージできたらもう完璧です。

ここからはマス目を使ってきちんと力の合成を行っていきます。

長さがぴっぱられるパワーだとすると先程の上の図の長さの矢印だと短いですよね。ではどこまで伸ばしていけば良いのでしょうか。答えから見ていきましょう。

正解はこの長さです。これは平行をつかって解いていきます

問題を解いていくには、上の図のように青の線と同じ傾きの同じ長さの赤の線をかけれるようになる技術が必要です。今日の範囲の一番のポイントです。この技術を先程の図に当てはめていきます。きれいな平行四辺形を作っていきましょう

このような感じになります。あとは要の人がいるところ青の線の交点を結べば完成です

力の分解

力の分解とは逆のことをします。

合成した力と2つの力の方向だけがわかっているときに使うのが力の分解です。

こちらも平行の技術を使っていきます

オレンジの線を平行移動させて、水色紫色の線を書きます。平行四辺形をつくることを意識します。

仕上げに黄緑色の矢印を書けば力の分解は完了です。黄緑色の矢印が分解された力です。合成のときの黒の矢印と同じになっていることも確認しておいてください。

まとめ

授業では基本三角定規を使います。しかしテストのほとんどはマス目を使った問題です。マス目をつかって解く方法になれていかなければいけません。

マス目を使うやり方がわからない人も多くいます。わからないからマス目の問題も三角定規でやってずれて間違いなんてこともよくあります。もう一度平行の書きかたを見直すのは良いかもしれません

確認しておきたいルール

これまでの説明でわかりやすく実線の色分けで表しましたが実はルールがあります

  1. 平行四辺形を作るときは点線でするこれは合成と分解の両方に言えることです。
  2. 矢印は簡単にする

矢印の間違いだけでバツをつけられることがあるので注意しましょう

 

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