力と運動
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
学習指導要領 第 1 分野 (5) 運動とエネルギー ア (イ)「運動の規則性」㋑。
0. どういう論点か
力が働いているかどうかで、運動の様子が決まります。
場合分けは 2 つしかありません。
| 運動の向きに働く力 | 運動 |
|---|---|
| 働いていない（または力がつり合っている） | 等速直線運動（速さも向きも変わらない） |
| 働いている | 速さが変わる（力が一定なら一定の割合で変わる） |
いちばん直感に反するのが 1 行目です——
動き続けるのに力は要りません。 力が要るのは「速さを変える」ときです。
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 等速直線運動している物体に、運動の向きの力は働いていない（動いている＝力が働いている、ではない）
- 摩擦や空気の抵抗が無ければ、物体は動き続ける（止まるのは力が働くから）
- 斜面の傾きを変えても、速さの増え方が変わるだけ（増え方が一定であることは変わらない）
1. 等速直線運動
根拠: 学習指導要領 1-(5)-イ-㋑
等速直線運動とは何か？
速さも向きも変わらない運動
一直線上を一定の速さで進み続ける。
等速直線運動をしているとき、運動の向きに力は働いているか？
働いていない（または、働いている力がつり合っている）
動き続けるのに力は要らない。
等速直線運動の「時間と移動距離」のグラフは、どんな形になるか？
原点を通る直線（比例）
傾きが速さを表す。
等速直線運動の「時間と速さ」のグラフは、どんな形になるか？
横軸に平行な直線（横ばい）
速さが変わらないため。
時間と速さのグラフで、グラフと横軸に囲まれた部分の面積は何を表すか？
移動距離
速さ × 時間 が距離だから。
2. 慣性
根拠: 学習指導要領 1-(5)-イ-㋑
慣性の法則とは？
物体に力が働いていない（またはつり合っている）とき、
静止している物体は静止し続け、動いている物体は等速直線運動を続ける
物体がもつ、そのままの運動を続けようとする性質を何という？
慣性
すべての物体がもっている。
電車が急発進すると、乗客が後ろに倒れそうになるのはなぜか？
乗客が慣性でその場にとどまろうとするから
急ブレーキのときは、動き続けようとして前へ倒れそうになる。
なめらかな水平面上をすべる物体が、やがて止まるのはなぜか？
摩擦力や空気の抵抗が働くから
これらが無ければ、止まらずに進み続ける。
3. 速さが変わる運動
根拠: 学習指導要領 1-(5)-イ-㋑
運動の向きに一定の力が働き続けると、速さはどうなるか？
一定の割合で増え続ける
記録テープでは、打点の間隔が一定の割合で広がる。
斜面を下る台車の運動で、速さが増していくのはなぜか？
重力の斜面に平行な分力が、運動の向きに働き続けるから
斜面の傾きを大きくすると、速さの増え方はどうなるか？
大きくなる
斜面に平行な分力が大きくなるため。増え方が一定であることは変わらない。
物体を真下に落とす運動を何という。速さはどうなるか？
自由落下。一定の割合で速くなる
働いているのは重力だけで、斜面の傾きが 90 度の場合にあたる。
運動の向きと逆向きに力が働くと、速さはどうなるか？
減っていく
斜面を上る台車や、ブレーキをかけた車がこれにあたる。