作用・反作用の法則(2)

作用・反作用の法則と似たような現象として、力のつり合いがあげられます。作用・反作用の法則は2つの物体がお互いに及ぼす力であるのに対し、力のつり合いは1つの物体にはたらく力を表しています。よくわかりにくいので以下の例をみて考えてみます。

右図のように、物体が水平な地面に置かれているとき、当然物体には重力であるAが鉛直下向きにはたらきます。とりもなおさず、重力は地面(=地球)が物体を引っ張る力です。

重力の逆向きの力として、同一作用線上に垂直抗力Bが物体にはたらきます。これは地面(=地球)が物体を押し返している力です。つまり、地面が物体を押し返す力です。

同じ物体に異なる力がはたらいて、静止しているときは力のつり合いということになります。重力Aを\(\overrightarrow{W}\)、垂直抗力を\(\overrightarrow{N}\)とすれば、それらを足した合力はつり合っていることから以下のようになります。

\[\large{\overrightarrow{W}+\overrightarrow{N}=\overrightarrow{0}}\]

一方で、作用・反作用の法則は必ず対に同一作用線上に同じ大きさとなって現れます。垂直抗力Bは地面が物体を押す力ですから、その反作用として物体が地面を押す力Cが現れます。このように2つの物体(この例の場合、物体と地面)にお互いにはたらく力が作用・反作用の法則です。垂直抗力Bを\(\overrightarrow{N}\)、物体が地面を押す力を\(\overrightarrow{F}\)とすれば、以下のことがらが成り立ちます。

\[\large{\overrightarrow{N}=-\overrightarrow{F}}\]

では、重力Aに対する反作用の力は?というと、重力は地球が物体を引っ張る力ですから、その反作用の力は物体が地球を引っ張る力となります。直感的には?ですが、地球の質量があまりにも巨大なので物体が引っ張ったとしてもほぼ無視できるほど小さい力なので身をもって感じないだけなのです。

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