物を押す、引く、蹴る、持ち上げる、投げる、はじく、叩く、摘む、絞る、押す、膨らませる、開く、閉じるとき、物体に力がかかると言います。これらの行動は力の行使に他なりません。力の適用方法が何であれ、それらは2つのタイプしかありません –
物体の運動を生成したり、物体の運動の既存の状態を変更したりする外部要因は、力と呼ばれます。
プッシュの例
- ドアを押して閉めたり開けたりします
- 店内で台車を押します
- 部屋の向こう側に箱を押します
プルの例
- バケツの水を持ち上げます
- 冷蔵庫のドアを引いて開けます
- 椅子を引いて座る
私たちは、歩く、物を持ち上げる、物を投げる、物をその場所から移動するなどに力を使います。要するに、力は私たちが行うすべての活動に存在します。力を加えることで、私たちは通常、何かを動かしたり静止したりしますが、常にではありません。例えば、壁に力を加えても動かない。
力が作用する身体上の点は、力の作用点と呼ばれます。
力の作用点を通って力の方向に引かれた線は、力の作用線と呼ばれます。
力の影響
力は、適用されるオブジェクトに多くの効果をもたらします。力は、それが加えられた物体に生じるさまざまな効果によって判断できます。
- 力が運動を引き起こす – 運動を妨げる他の力がない場合、力は静止している物体を運動させることができます。これは、動かない物体に十分な量の力が加えられると、物体は力の方向に動き始めることを意味します。オブジェクトの位置の変化はモーションと呼ばれます。たとえば、おもちゃの車を押すと動きます。また、床に置かれた箱は、力を加えて押すことで動かすことができます。したがって、力が加えられると、静止している物体が動き出したり、力によって静止している物体の位置が変化したりします。
- 力が速度を変える – 動いている物体の速度は、それに力を加えることで変えることができます – アクセルに力を加えることで、動いている車の速度を上げることができ、ブレーキをかけることで速度を下げるか、最終的には停止させることさえできます.移動中の車。運動と同じ方向に力を加えると速度が上がります。運動とは反対方向に力を加えると、速度が低下します。
- Force stop motion – これは、モーションの反対方向に力を加えると、動いているオブジェクトを静止状態にすることができることを意味します。例えば、走っている車はブレーキをかけて止めることができます。投げられたボールを、ボールが来る力よりも大きな力で保持しようとすると、ボールは止まります。
- 力が方向を変える - 動いている物体にある角度で力が加えられると、動いている物体の方向が変わります。たとえば、テニスの試合で、プレーヤーが反対側のプレーヤーにボールを打ち返すと、ボールに加えられる力はその方向を変えます。動いている車は、ハンドルに力を加えて回すと方向を変えます。サッカーの試合では、選手は足でボールを斜めに打つことでサッカーの進行方向を変えます。
- 力が形を変える – 物体に力がかかると、その形と大きさが変化します。例えば、膨らませた風船を押すと、力が加わり形が変化します。固い石の塊をハンマーで叩くと、その力で形が変化して彫像ができます。ペットボトルを握ると、力が加わり形や大きさが変化します。
力の特徴
- 力は、少なくとも 2 つのオブジェクトの相互作用によるものです
- 物体の運動状態を変化させることがある
- オブジェクトの形状を変更する可能性があります
- 同じ方向にオブジェクトに適用される力は互いに追加され、結果は同じ方向になります
- 反対方向の力がオブジェクトに適用される場合、それらの合力または正味の力は、これらの反対方向の力の差であり、その結果の方向は、より大きな力の方向と同じです。
- 物体に作用する 2 つの力の大きさが同じで方向が反対の場合、物体に作用する正味の力はゼロです。
- これはベクトル量であるため、その大きさと方向を指定して指定する必要があります。
- 大きさ、方向、またはその両方が変化すると、力の効果も変化します。
力の種類:
- バランス力とアンバランス力
- 物体に作用する力は、釣り合っている場合と、釣り合っていない場合があります。
- バランスの取れた力
釣り合った力は、加えられた力の結果がゼロに等しいものです。それらは、適用されるオブジェクトの状態に変化を引き起こしません。つまり、力が適用されるオブジェクトの状態は、運動から静止に、またはその逆に変化しませんが、バランスの取れた力は、物体。釣り合った力は、大きさは同じですが、方向が逆です。釣り合った力は、平衡状態にあると見なされます。
たとえば、勝者のいない腕相撲では、各人が加える力は同じですが、反対方向に押しています。結果として生じる力 (正味の力) はゼロです。または、綱引きでロープに動きがない場合、2 つのチームは均等に反対の力を発揮し、バランスが取れています。繰り返しますが、結果として生じる力 (正味の力) はゼロです。
力が釣り合っているとき、方向は変わりません。
- 釣り合った結合された力は常にゼロに等しくなります。
- 釣り合った力は、物体の動きや方向を変えることはできません。
- 釣り合った力が物体を一定の速度で動かし続ける
テーブルの上の本はバランスのとれた力の例です。本の重さの力は、テーブルの通常の力 (支持力) によって打ち消されます。 2 つの力は完全に等しく、反対です。
オブジェクトを一定の速度で動かし続ける力のバランスの例は、前方の力と摩擦力を等しくしようとする車のクルーズ コントロールです。一定の速度が得られると、2 組の力は完全に等しく反対になります。
アンバランスな力
釣り合った力とは異なり、不釣り合いな力は、加えられた合力がゼロより大きいものです。オブジェクトに作用する力は等しくなく、常にオブジェクトの動きの速度や方向を変えます。
2 つの不均衡な力が反対方向に作用する場合、それらを合わせた力は 2 つの力の差に等しくなります。正味の力の大きさと方向は、結果として生じる運動に影響します。この結合された力は、より大きな力の方向に加えられます。たとえば、綱引きで一方のチームが他方のチームよりも強く引っ張った場合、結果として得られるアクション (正味の力) は、ロープがより大きな力/大きさで力の方向に動きを変えることになります。
不均衡な力が同じ方向に加えられると、結果として生じる力 (正味の力) は、力が適用される方向の力の合計になります。たとえば、2 人が同時に同じ方向に物体を引っ張る場合、物体にかかる力は、2 人の力を合わせた結果になります。
力が同じ方向に働くとき、それらの力は加算されます。力が反対方向に作用する場合、それらの力は互いに差し引かれます。
不均衡な力は、動かない物体の動きを変える原因にもなります
オブジェクトに作用する正味の力がない場合、モーションは変化しません。オブジェクトに作用する正味の力がある場合、オブジェクトの速度は正味の力の方向に変化します。
接触力と非接触力
力と物体の間の相互作用に応じて、力は接触力と非接触力に分類されます。
接触力：物体に接触しているときにのみかかる力を接触力といいます。すべての機械的な力は、接触力、たとえば筋肉力、および摩擦力です。
接触力の種類:
- 加えられた力 - 筋肉の作用による力は、加えられた力と呼ばれます。筋力ともいう。私たちは、呼吸、消化、バケツの持ち上げ、物を引っ張ったり押したりするなど、日常生活の基本的な作業中に筋肉の力を加えます。
- 垂直力 - 表面間の接触相互作用力です。常にサーフェスに対して垂直に作用し、サーフェスの外に出ます。
- 摩擦力 - 2 つの物体が互いに滑るとき、それらは互いにこすり合い、押し合います。この押す力を摩擦力といいます。たとえば、マッチ棒に火をつけたり、動いているボールを止めたりすると、摩擦力が発生します。
- 張力 - ひも、ケーブル、ロープなどを介して力が加えられる力。張力は引くことはできますが、押すことはできません。通常、ケーブルの張力はケーブルのどこでも同じであると想定しています。
- 空気抵抗力 - これは、物体が空気中を移動するときに物体に作用する特殊なタイプの摩擦力です。空気抵抗の力は、物体の動きに対抗するためにしばしば観察されます。力は無視できる大きさであるため、通常は無視されます。高速で移動するオブジェクト (スカイダイバーやダウンヒル スキーヤーなど) で最も顕著です。
- ばね力 - 圧縮または伸張されたばねによって加えられる力は「ばね力」です。作成される力は、スプリングの取り付け方法に応じて、押したり引いたりすることができます。
非接触力: 磁力、静電気力、重力など、2 つの物体が接触することなく加えられる力を非接触力と呼びます。
非接触力の種類
- 重力とは、2 つの物体を互いに引き寄せようとする力です。質量のあるものには引力もあります。物体の質量が大きいほど、その引力は強くなります。地球の重力は、人を地面に留め、物体を落下させる原因です。空から落ちる水滴は重力の一例です。木から落ちるリンゴは、非接触力の最もよく知られた例です。
- 磁力は、磁石が磁性体に及ぼす力です。それらは、2 つのオブジェクト間の接触なしに存在します。たとえば、物理的な接触なしで磁石の近くにあると、鉄のピンが引き付けられます。
- 静電気力は、すべての帯電物体が他の帯電物体に及ぼす力です。体の電荷に基づいて、本質的に魅力的で反発する可能性があります.たとえば、毛髪の帯電と毛髪への紙片の引き付け。
- 核力は、原子とその粒子を一緒に保持する力です。
フォースフィールド
- 磁力、重力、静電力などの非接触力が働く領域や空間を力場と呼びます。
- 磁性体が力を受ける磁石の周囲の領域は、磁場と呼ばれます。
- 電気物質が力を受ける電荷を囲む領域は、電場と呼ばれます。
- したがって、力場は非接触力の影響範囲です。
力＝質量×加速度
加速度 - オブジェクトの速度の変化は加速度と呼ばれます。オブジェクトが速度を得ると、その加速度は正になります。速度が失われると、加速度は負になります。
質量 - すべてのオブジェクトは物質で構成されています。物質が多ければ多いほど、その物体は大きくなり、質量も大きくなります。
ニュートンの運動の第 2 法則によると、特定の質量の物体を押すと、力と質量の量に基づいて加速します。質量が大きくて力が小さいと加速が遅くなり、質量が小さくて力が大きいと加速が速くなります。これは、任意の質量にかかる力がゼロの場合、加速度がゼロになることを意味します。オブジェクトが静止している場合、静止したままです。動いている場合は、同じ速度と方向で動き続けます。
