第1章力のつりあいと合成・分解�A（重力と力の単位）

１．導入

前回は，力を矢印で描くということを行いました。 まずは問題をやってみますか。

２．力の矢印の例題

解答です。（実際には生徒に答えさせました）

A君：「一番右のやつは，進む向きに力がないのですか？」
いい質問ですね！結論から言うと「この場合は進む向きに力はありません」
逆に「何」が「何」を｛押す・引く｝力ですか？
A君：「･･･」
そうなんだよね。「何」がって言えなくなってしまう。 その力は必要ないんです。ここは2学期最後までいって理解してくれればいいです。
ただ，前回のポイントは，必ず触っている物からは力を受けるってことです。 逆に言うと，重力と磁力と静電気力以外で離れて働く力はない。 この場合は，非接触力は重力だけで，あとは触れている空気から受ける接触力しかない。 それ以上の力は働かないのです。という理解の仕方をしておいてください。

３．２力のつりあい

えー，いまのは力がつりあっていないし，例題の一番左にしか当てはまらないんだけど， 中一のときにやった「２力のつりあい」を復習しておきましょう。

ちなみに，２力が一直線上になっていないとどういうことが起きるかわかる？
それは回転するんだね。だから前回， 力の作用に「回転させる」ということを入れておきました。

４．力の単位と重力

さて，物理と数学は非常に密接な関係があるんだけど， 大きな違いは何かというと「単位があるかないか」なんです。 物理では「単位」は非常に重要なものです。 で，力の単位は何か知っていますか？

忘れている人もいるけど，
力の単位は[N]と書いて，（ニュートン）と読みます。

この他にも，[kg重]というのもあります。 これは簡単で，地球上で質量が1[kg]の物体に働く重力を1[kg重]としています。

地球上で，質量が1kgの物体に働く重力の大きさは，9.8[N]です。
質量が2kgになると･･･19.6[N]，
3kgになると･･･29.4[N]。
何が言いたいかというと，
ｃ重力の大きさは，質量に比例する！
そして，比例定数が9.8で，これを「重力加速度」といいます。
縦軸が重力の大きさ，横軸が質量だとすると，比例のグラフになるよね。
この傾きが重力加速度なんです。

つまり，
重力の大きさ＝質量×重力加速度

月に行くと重力はどうなるか知っていますか？
（･･･時間がかかって）「１／６になる」
そうです。１／６に軽くなる。
例えば，60[kg重]の人が月に行くと10[kg重]になる。
ただね，質量は変わらない。
何が変わるのかというと，月では重力加速度が小さくなる
月の重力加速度は1.6[m/s²]です。 だから軽くなるのです。質量が変わっているわけではないのです。

５．単位と記号

物理では単位が重要といいましたが，基本的に中三で（力学で）使う単位は， ３つだけなのです。[kg]（キログラム）と[m]（メートル）と[s]（セカンド）だけ。 これを「基本単位」といいます。

といっても，さっきすでに[N]がでてきているじゃないかということだけど，
重力が質量×重力加速度で求められることからもわかることだけど，
[N]というのは，[N]＝[kg･m/s²]と３つで表せるのです。 ちなみに私は，これを（キログラム・メートル・パー・セカンドの2乗）と読みます。
このように，基本単位を組み合わせて１つで表したものを「組立単位」といいます。

物理で出てくる式は必ず両辺の単位が同じになっています。 逆に式を思い出すヒントになる場合もあるし， 単位は非常に重要です。 意識しておいてください。

６．まとめ

今日は重力について学習しました。 質量と重力と重さについて理解できたでしょうか？ ポイントは，単位が違います。 質量は[kg]，重力と重さは[N]です。 そこを押さえておいてください。
単位には有名な物理学者の名前が付けられています。 ぜひ君たちも単位に名前が使われるようになってください！

授業を終えて。。。
今日も予想より時間がかかってしまった。 他の先生から月のことはいらないのではと指摘をいただいた。 目的は質量と重力，重さの違いを明確にしたかった。 重力加速度が比例定数になっているということをはっきりさせるために月を 持ち出したのだけど，そもそもグラフの意味を理解できないのであれば， あまり効果は期待できない（実際生徒も理解していない）。 しかし，「グラフを理解する」ということを，中三での大きな目標にしています。 順番を含めて検討が必要です。

とりあえず，2力のつりあいは全く流れに沿っていない。 その前の例題で，つりあっていないのもあるし，2力以上が働いているのもある。 これは修正するが，どこに持っていったらいいのか？ （一応，中一で学習したこととして含めたのだけど･･･）

授業終了後に，ある生徒から「なぜ力に[s]（秒）という単位が含まれるのか」 と質問を受けた。素晴らしい質問だ！運動方程式など必要なため， 簡単な説明にとどめておいた。 しかし，重力加速度の単位はここでは[N/kg]とした方がよいのか？

← もどる 力のつりあいと合成・分解�@

このページの 　トップへ

すすむ　→ 力のつりあいと合成・分解�B