中学3年理科 運動とエネルギー 力と運動(1)

1 運動と力はどのような関係があるのか?

(1)斜面に沿って下向きに働く力

斜面上の台車には、斜面に沿って下向きに力がはたらきます

斜面の傾きが同じとき、台車が斜面のどこにあっても同じ大きさの力がはたらきます。

斜面の傾きと下向きの力の大きさ

斜面の傾きが大きくなると、斜面下向きの力も大きくなります。

重力斜面下向きの力の関係


台車にはたらく重力斜面の傾きに関係なく一定になります。ただし、傾き大きくなるほど、斜面下向きの力は大きくなります。

(2)斜面を下りる台車の運動を調べる

記録タイマーを使って、斜面を下りる台車の運動を斜面の傾きを変えて調べます。

0.1秒ごとにテープを切り取ってグラフ用紙に貼り付けます。

斜面を下りる台車の運動

台車が斜面のどこにあっても、斜面に沿って下向きに同じ大きさの力がはたらいているため、速さはしだいに大きくなります。

斜面の傾きと速さの変化

斜面の傾きが大きくなると、斜面に沿って下向きにはたらく力が大きくなるため、速さの増え方は大きくなります。

(3)真下に落下する物体の運動

斜面の傾きが大きくなって、物体が真下に落下する時には、物体に下向きにはたらく力は重力と同じ大きさになり、斜面を下りる運動よりも速さの増え方が大きくなります。

(4)斜面を登る台車の運動

斜面に沿って下向きにはたらく力が、台車の運動の向きと逆向きにはたらくため、速さはしだいに小さくなります。台車はやがて一瞬停止し、その後は斜面を下り始めます。

(5)摩擦のある水平面での物体の運動

物体どうしが触れあう面で、物体の運動の向きとは逆向き(物体の運動を妨げる向き)にはたらく力を摩擦力といいます。

摩擦力の大きさは、物体の重さ触れあう面の状態によって変わってきます。

摩擦のある水平面での物体の運動

摩擦力がはたらくため、速さはしだいに小さくなり、最後には停止します。

(6)物体の運動と力との関係

運動の向きに力がはたらき続けると、物体の速さは大きくなります。

運動の向きとは逆向きに力がはたらき続けると、物体の速さは小さくなります。

同じ物体では、速さの変化する割合は、はたらく力が大きいほど大きくなります。

 

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