いろいろな運動のきまりとは?

物体の運動についてニュートンが発見した三つの法則のことで、ニュートンの運動法則ともいいます。

ニュートンの運動法則は三つの法則から成り立っていて、それぞれ運動の第一、第二、第三法則と呼んでいます。

 

 

《第一法則:慣性の法則》

すべての物体は、外部から力を加えられない限り、静止している物体は静止状態を続け、運動している物体は等速直線運動を続ける。

 

「静止している物体は静止状態を続ける」を”だるま落とし”を用いて考えてみましょう。

胴体部分をハンマーで叩くと、叩かれた胴体は飛ばされ、それ以外のパーツはその場で静止状態を維持しようとします。しかし、重力がはたらいているため、飛ばされた胴体の上にあったパーツは下に落ちます。


次に、「運動している物体は等速直線運動を続ける」を電車や地下鉄で考えてみましょう。

なぜ、電車や地下鉄の中でジャンプしても、ジャンプした地点より後ろに着地しないのでしょうか?

これは、電車の中にいるあなたは電車や地下鉄と同じ速度で直線運動(等速直線運動)を続けているからです。その場に静止し続けようとしたり、運動をし続けようとしたりする現象を「慣性の法則」といいます。

 

 

《第二法則:運動の法則》

物体に力がはたらくとき、物体には力と同じ向きの加速度が生じ、その加速度の大きさは力の大きさに比例し、物体の質量に反比例する。

坂の上から物をころがしたり、高い所から物を落としたりすると、だんだんスピードがましていきます。これを加速度運動といいます。

また物体の運動量は、保存されているというきまりもあります。

 

 

《第三法則:作用反作用の法則》

物体Aから物体Bに力を加えると、物体Aは物体Bから大きさが同じで逆向きの力(反作用)を同一作用線上ではたらき返す。

これを「作用反作用の法則」といいます。

 

ブルドーザーで荷物を押している状態を考えてみましょう。ブルドーザーで荷物を運ぶときに、押す力と同じ大きさで反対の力をブルドーザーは受けることになります。つまり、「力は押す側のみの力だけでなく、反対方向にもはたらいている」ということを示す法則となります。

 

なお、この作用反作用の法則は、「力のつりあい」とは異なり、異なる物体間に働く力であるという点に注意する必要があります。

 

 

《ニュートン》

(1642-1727)アイザック・ニュートンは、イングランドの自然哲学者、数学者、物理学者、天文学者、神学者で、主な業績としてニュートン力学の確立や微積分法の発見がある。

国際単位系における力の単位であるニュートン(記号:N)は、ニュートンの名にちなんで付けられたものです。1N(ニュートン)は、1kgの質量をもつ物体に1m/s2の加速度を生じさせる力と定義されています。人名にちなんで名付けられたため「n」ではなく「N」と表記されます。



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