力のつりあいと作用反作用の違い

力のつりあいと作用反作用の違いについてまとめます. 先に結論を書くと 「何に注目しているか」が異なります. 力の釣り合い : 「ある物体一つ」に注目 作用反作用 : 「お互いに力を及ぼしている二つ以上の物体」に注目 です. 詳しく見ていきます.

まず力の釣り合いについてです. 力が釣り合っているとき、物体は静止(または同じ速度で移動)しています. 力が釣り合っているというのは、いろいろな力がかかっているけど、全部の力を足し合わせるとどっち方向にも引っ張られていて動かない状態です. 例えば以下のように3つの物体と地球がある場合を考えます.

力のつりあいについて考えるので、一つの物体だけに注目します. 「物体1にだけ注目」したとします. 物体1は物体2から押されて落ちないでいます.この力は「垂直抗力」というものです. また、物体1は地球に引っ張られる「重力」を受けています. 「物体1だけに注目する」とかかっている力はこれだけですね. つまり、物体1の力の釣り合いを書き込むなら「垂直抗力」と「重力」のみとなります. 以下のような物体1の力を書き込むことになるはずです.

先ほど、力の釣り合いは、「一つ物体に注目して」力を書き込むと言いました. しかし、複数の物体を一つにまとめて考えても同じように力のつりあいを書き込むことができます. 以下の例は、物体1と物体2がひとつの物体としたときの力の釣り合いを書き込んでいます. 力を考えるときには、「何を一つとして考えるか」も大事です. ですので、力の釣り合いを考えるときは、「何を一つとして考えるか」+「一つの物体に注目して力を考える」の二つとも大切になります.

注意点ですが、力の釣り合いでは、 「ある物体に注目したときに他の物体によって与えられる力」だけ書き込んでください.

次に作用反作用についてです. 作用反作用は力を及ぼし合っている「二つの物体両方に注目」します. 作用反作用というのはつまり 「BがAにある力で引っ張られたら、AもBに反対の力で引っ張られる」 というものです. (常に力は「やられたらやり返されている」っていうのを説明した法則にすぎません) 上記の説明からわかるように、 「力のつりあい」では、一つの物体に他からかけられている力を全て書き込むことが大事でしたが、 「作用反作用」では、AにはBから受けた力を、BにはAから受けた力を書き込むというだけのことなのです.

以下の図は、物体1と物体2などお互いにどういった力の作用反作用の関係があるかを書き込んだものです. 当然、物体1には地球に引っ張られる重力がありますが、逆に言えばその反対に地球が物体1に引っ張られる力も存在しています.ただしその力の大きさは地球にとっては微々たるものです.