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力の大きさとその表し方

1 重さと質量

(1)重さと質量

 物体そのものの量のことを質量といいます。質量の単位はgやkgを用います。同じ物体であればどの場所でも質量は変化しません。上皿てんびんで測定した物体の量は質量に値します。
 重さは質量に比例します。重さの単位はNやg重,kg重などがあります。質量約100gの物体にかかる地球上での重力を1N(ニュートン)といいます。Nのほかに質量1g,1kgの物体にかかる重力をそれぞれ1g重,1kg重といいます。物体の重さは場所によって異なります。(例えば地球上と月面上)ばねばかりで測定した物体の量はその物体の重さに値します。

(2)月面上での重力

 例えば地球上で質量が60gの物体の重力は0.6N(60g重)となります。一方,月面上では同じ物体でも質量は60gで変わりませんが,重力は地球上での約6分の1となり0.1N(10g重)となります。

地球上

月面上

2 力の3要素と力の矢印

(1)力の3要素

 力のはたらきは,力の大きさ,力の向き,力の作用点の3つの要素によって決まります。これを力の3要素といいます。

(2)力の矢印

 力を表すには矢印を使います。力の3要素を次のように表します。

  • ①力の大きさ…矢印の長さで表します
  • ②力の向き…矢印の向きで表します
  • ③力の作用点…矢印の根もとの部分で表します

力の矢印

矢印の長さは自由に決めてもよいですが,同じ図の中では力の大きさに比例した長さにしなくてはいけません。

※ 矢印の長さは自由に決めてもよいですが,同じ図の中では力の大きさに比例した長さにしなくてはいけません。

3 ばねののびと力の大きさ

(1)フックの法則…ばねののびとばねにつるしたおもりの重さは比例します。

ばねの長さは (自然長)+(ばねののび)となりますので,ばねの長さとばねにつるしたおもりの重さが比例するわけではありません。

フックの法則

(2)ばねの直列と並列

  • ①ばねの直列…2本,3本のばねを図のようにつないだ場合,どちらにもおもりの重さと同じ力がかかります。
  • フックの法則

  • ②ばねの並列…図のように2本,3本のばねをつないだとき,ばね1本にかかる力はおもりの重さが分配されます。
  • フックの法則

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