運動と力
運動と力：入試での焦点
奈良県公立高校入試の理科では、速さと距離・時間の関係、距離－時間グラフ、力の合成・分解、慣性の法則、作用・反作用、摩擦力、圧力と浮力が問われる。公式の暗記よりも、グラフの傾きや力の向きを言葉で説明できるかが差になる。
押さえる規則
- 速さ＝移動距離÷時間。単位はm/s、m/min、km/hをそろえる。
- 距離－時間グラフの傾きが速さ。傾きが大きいほど速く、水平なら静止。折れ線の角で速さが変わる。
- 一直線上の力は向きを正負で表す。合力が0なら静止または等速直線運動を続ける（慣性の法則）。
- 作用・反作用は二つの物体の間で同時にはたらき、一つの物体の合力には含めない。
- 力の合成は平行四辺形の対角線、分解は二方向に分けて考える。
- 力の単位はN。質量kgは物体の量で、重力の大きさは質量に比例する。
- 一定の力がはたらき続けると、速さが一定の割合で変化する。摩擦は運動を妨げる向きにはたらく。
- 圧力＝力÷面積。面積はm²に直す。浮力は物体が押しのけた流体の重さに等しい。
例題
片道600 mの道を行きは分速60 m、帰りは分速40 mで歩いた。平均の速さは？ 行き10分、帰り15分、全体1200 m÷25分＝48 m/分。速さの平均50 m/分ではない。平均の速さは必ず全体の距離÷全体の時間で求める。また、同じ向きに3 Nと4 Nが直角にはたらく合力は三平方の関係で5 N、一直線で逆向きなら差の1 Nになる。
失点しやすい罠
距離－時間グラフの面積を距離と考える、作用・反作用を同じ物体にはたらく力と混同する、圧力の面積をcm²のまま計算する、浮力の向きを下向きとする、が典型的。単位変換と「どの物体にはたらく力か」を図に書き込む。