中3理科「慣性の法則」記述問題が頻出!

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中学3年の力学では「慣性の法則」と「作用・反作用の法則」が登場します。どちらも力学を勉強するうえで非常に重要な法則になりますので、しっかりと勉強していきましょう。まずは慣性の法則です。

慣性

慣性とは、一言で簡単に行ってしまうと運動を続けようとする性質です。例えば、止まっている物体は止まり続けているし、動いている物体は動き続けようとしますよね。これを詳しく説明しているだけのことです。イギリスのアイザック・ニュートンが証明しました。

ニュートン 慣性の法則

ここは記述問題まで詳しく出題されますので、しっかりと書けるように練習しましょう。

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慣性の法則の記述

物体に、外から力がはたらかない場合、もしくは、力がはたらいていてもつり合っている場合、静止している物体は静止をし続け、運動している物体は等速直線運動を続けようとする」ことを慣性の法則といいます。

また、物体が持つこのような性質を「慣性」といいます。慣性は物理界の巨匠「ニュートン」によって唱えられた概念です。なので、ニュートンの運動の第1法則とも呼ばれています。

慣性の記述問題!
(問題)慣性とは何か。次の書き出しに続けて「静止」「等速直線運動」という2つの語句を使って説明せよ。「物体に外から力がはたらかない場合、…」
解答)「物体に外から力がはたらかない場合、静止している物体は静止をし続け、運動している物体は等速直線運動を続けようとする性質。

慣性の身近な例

身近な物理現象で、慣性の具体例を書かせる問題も頻出です。次の3つを説明できれば問題ないでしょう。

バスが発車するとき

慣性 バスが発車

止まっているバスが発車するとき、体が進行方向と逆方向に傾く

これは、静止をしているバスにエンジンのパワーが加わり動き出しますが、バスに乗っている人はそのまま、その場所に静止をし続けようとして、バスの進行方向とは逆向きに傾いてします現象です。

バスが急停車したとき

慣性 バスが急停車

動いているバスが急停車すると、体が進行方向に傾く

バスにはブレーキの摩擦力がはたらき速度が落ちますが、バスの中でバスと一緒に運動している人は、そのままの速度で等速直線運動を続けようとするので、進行方向に体が傾いてしまします。

ダルマ落とし

慣性 ダルマ落としダルマ落としで、胴の一部をたたいて横に弾き飛ばしても、その上のダルマの頭部は、そのまま下に落ちる

胴の一部に力を加えると、その部分は力の向きに弾き飛ばされますが、その上の部分には力が加わっていないので、そのまま静止し続け、下に落ちる。

慣性の法則 練習問題

(1)物体がその運動を続けようとする法則を何というか。

(2)物体がその運動を続けようとする性質を何というか。

(3)物体に外から力を加えない場合、静止している物体はどうなるか。

(4)運動している物体にはたらく力がつり合っている場合、物体はどんな運動をするか。

(5)慣性の法則を「力」「静止」「等速直線運動」の語句を使って説明せよ。

(6)身近な慣性の具多例を書け。

解答

(1)慣性の法則

法則と聞かれているので「慣性の法則」と答えることに注意しましょう。

(2)慣性

性質と聞かれているので「慣性」と答えることに注意しましょう。

(3)静止をし続ける。

物体に力がはたらかない場合、または、物体にはたらく力がつり合っている場合、静止している物体は静止をし続けます。

(4)等速直線運動を続ける。

物体に力がはたらかない場合、または、物体にはたらく力がつり合っている場合、物体の速さは変化しません。

(5)物体に外から力がはたらかない場合、静止している物体は静止をし続け、運動している物体は等速直線運動を続けようとすること。

書き終わりに注意しましょう。慣性の説明の場合は「…する性質。」としましょう。

(6)電車が急ブレーキをかけると、体が進行方向に傾いた。

または、「電車が急発進すると、体が進行方向と逆向きに傾いた。」

慣性の法則の入試レベル問題に挑戦!

慣性の法則を説明できるようになったら、実際の入試レベルの問題に挑戦してみましょう。下のリンク先から問題演習ができます。
参考慣性の法則に関する問題!点数が上がる高校入試理科問題

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