ページ3:

そして、この入射光と法線のなす角度のことを入射角 反射光と法線のなす角度のことを反射角
といいます
そして、鏡に当たった光に関しては左右対称に跳ね返る性質があるので入射角の大きさと反射
角の大きさは等しくなります
入射角=反射角の関係が成り立つわけです この法則を光の反射の法則 単に反射の法則とも
いいます
ただ、今回は、鏡が横になっているので、 わかりやすかったとは思うのですが
試験では、鏡が斜めになったり 2枚とか3枚とかになったり
してますが光の反射の法則を抑えておけば順番を追っていくだけで解けます
角度が斜めになっている場合は紙ごと動かして見ます
Hamajima Shoten
引用 https://www.hamajima.co.jp/rika-binran/term/?/term/11110
そして、もう一つ話は大きく変わりますが凸凹した面に光を当てると場所ごとに面の向きが
少しずつ違うから 光はそれぞれ違う向きに反射します 結果的に光がいろいろな方向に散らば
るんです。
このいろいろな方向に跳ね返ることを乱反射といいます
当然これ、一つ一つは、光の反射の法則に従ってますからね
③光の屈折 屈折とは曲がることと思っといてください
先ほど性質の1番でも軽く言いましたけど違う物質の境目では光は少し曲がる これが光の屈
折です。

ページ4:

物質が変わるところで、 光が曲がることなんですね
一法線
入射
入射
角
水中
(ガラス)
屈折光
屈折角
水中
(ガラス)
入射角う屈折角
産杤
一法線
屈折角>入射角
入射角
屈折角
角
屈折する前の光を入射光 そして屈折した後の光のことを屈折光
そして今度は、空気から水に入るパターンをやるんですけどやっぱり垂直な法線があります
先ほども言いました通り実際には無い線だけど、 作図の時には使います
そして
やっぱり 入射光と法線のなす角のことを入射角

ページ5:

そして、屈折光と法線のなす角のことを屈折角といいます
これは大きく分けて2つのパターンがある
空気中から水中 (あるいはガラス中) のパターン
このパターンでは入射角> 屈折角ですね
皆さんは自転車とか乗ったことあると思いますが
普通の道路から砂利道とかぬかるんだ道 走ってると角度が少し変わるんですよ 速さが変化す
るから
だから、光も実は同じなんですね
空気中は普通の道だと思ってください そして砂利まみれの道は、ガラス中とか水中だと思ってく
ださいね。
だから、法線に近くなるように屈折するわけです
だから、屈折角より入射角の方が大きくなる
つまり、空気中の方が大きくなります
水中(あるいはガラス中)から空気中のパターン
このパターンでは屈折角> 入射角となります
やっぱり、光が進む速さが変化するからなの
これが理由として空気中側の方が角度は大きくなります
そして、もう一つ
水中から空気中に向かうとしたら一旦これを入射角をどんどん大きくしてみましょうか
どんどんどんどん大きくしてみるとですね外に出にくくなるんです。
もっと大きくしてみると出られなくなって 結局全て反射してしまうわけです
正確には屈折しなくなるんです
これを全反射といいます
屈折角が90°を超えると屈折が起こらず、 光が出られなくなっちゃうんですね このときの要は屈
折が起こるギリギリの入射角の事ですねこれのことを臨界角といいます
この臨界角をオーバーしたら、 屈折が起こらなくなるよっていうことです

ページ6:

空気
水
光がすべて反射
=全反射する
引用 https://chuugakurika.com/2017/10/18/post-19/
これの代表例 光ファイバーケーブル
インターネットは光ファイバーで情報を送ってるんですよ 実はこれ全反射を使ってます
よくある定番の問題
引用 https://text.tomo.school/refraction-coin/
こちらの問題なんですが 何を表してるかって言うとまず水槽かコップみたいなのがあってそ
の中にコインが沈んでます

ページ7:

で、これを見てあげるとコインは、 実際の位置よりも浅いところにあるように見えるって言うもの
です
見える
ライン
華菜の顔
(笑)
実際のコイン
ざっくりとした状況としてはこんな感じです
華菜 (私)がコインを見てます だけど、 実際のコインよりかは浮いてるようなって言うより浅い位
置にあるような感じに見えてるんですが。
私が水槽から徐々に離れていくと、 ある地点で、 コインが見えなくなりますね
※水槽やコップの縁で見えなくなる可能性は除外する
そうすると、この現象が全反射が関わってるんですが
コインから出た光ってのが全反射しますそうすると屈折する光ってのがなくなるから、観測者の
目に届かなくなります。
つまり、見えないってことですね
コインから出て目に向かう光の入射角の変化によって離れるほど入射角って大きくなりますか
ら当然入射角が変化すれば、 屈折角も変化しますよね
屈折率が大きい物質から小さい物質へ光を入射させる場合、 入射角より屈折角の方が必ず大き
くなるのでどっかのタイミングで、 屈折角が90° (臨界角) となって、 水面を進むんだよって言う話
です
だから、まとめると全反射が起こる条件は2つあって
入射角が臨界角オーバーしていることと 屈折率が大きい物質から小さい物質に向かって光が
進んでることですね

ページ8:

実像・虚像
さて、物理の1番最初の難所だと思います
ここは基本作図がメインです
その前に凸レンズと言う話をしておきたいと思います
皆さんは凸レンズって知ってますでしょうか? 例えば望遠鏡とかメガネとかカメラとかもそうです
ねほぼ現代社会でめちゃくちゃ関係があるような
スマホのカメラって言ったらめっちゃ関わってるんじゃないですか?
光は普通では直進する性質を持つんだけど光の屈折を利用して、 光の進む方向を変える道具
があります この道具のことをレンズといいます
2つレンズがあるんですけど、 中学では凸レンズだけです
中央部が周りよりも分厚い そんな奴ですね
それでは、実像と虚像についてやっていくんですが、 まずレンズに関する用語がわかってないと
ダメですので
そちらの方確認していきたいと思います
こんな感じであります
まず1つ
光軸
レンズの中心を通って、レンズに垂直な直線になっているものこれを光軸といいます
あのこれも法線みたいな感じです 一緒じゃないですけどイメージとしては両方とも作図の時に必
要なだけで実際にない 想像上のものですよね
光軸も想像上のものです レンズの働きを考えるときは必須になってきますがないものです。
で光軸の上に2つほど点が存在してます この点のことを焦点といいます この点の特徴なんで
すがレンズを挟んで2つの焦点は同じ距離にあります。
焦点は光が集まる点だと思ってください
そして、そのままですが、レンズから焦点までの距離のことを焦点距離といいます

ページ9:

占
光軸
こういうことですね
皆さん、実像と虚像が難しいと思ってるのは、 光の進み方を理解できてないだけです!
大した事全然ございません
光がどのように進むかだけ理解してくれればいいですから!
光の進み方のルールは基本3つだけです
①レンズの中心を通る光は直進!
②光軸と平行に入ってきた光は屈折した後は後ろの焦点に向かう
③焦点から出てきた光は屈折した後、光軸と平行に進む
②についてなんですが、 後ろは光源がないほうのことを指しております
この三原則さえ守ってくれればなんてことないです
ちなみに、皆さんは、レンズ越しに太陽を見ちゃいけないよと習ってると思うんですが
このルール② 平行に入ってきた光は焦点に集まる 焦点のところに目があったらどうですか ?
焦げちゃいますね
だからです
それでは、実際に作図をやっていきましょう
ルール①から
こんな感じになります
普通に矢印とかでもよかったんですけど、やっぱりろうそくがいいかなと

ページ10:

ろうそくは下手ですけど、これはろうそくですから
一旦別にどうだっていいですよ。 そんなの
てことで、 ルール1
レンズの中心を通る光はそのまま直進しますよと
それを青色の線で表しました
では、次ルール②
光軸に平行に入ってきた光は後ろの焦点に向かうと
これを緑で表しますね
こんな感じです
ルール ③
ちょっと私泣いていいですかこれ全部うまく結ぶのに2時間位かかったんです
そして、皆さんは実像習ってる方はいいんですが 焦点距離の2倍より遠い場合は実像はもとも
との像より小さくなるって言う感じです

ページ11:

引用 https://www.try-it.jp/keyword articles/44/
こんな感じで大きさが同じのができます これはちょうど焦点距離の2倍の時です。
では、本題の実像と虚像についてやっていくんですが、 今作図したのは実像て言われるものです
これは置いている物体が焦点より外側ですよねこうやって外側に置くと、 実際に光が集まってで
きるんですよ
そうすると、 その場所にスクリーンを置いてあげれば、 像スクリーンの上に写し出されるわけです
こんな感じで実物と同じ大きさ(焦点距離の2倍の場合)で、上下左右逆向きの像ができます
このような像を実像といいます
焦点より物体が外側にある時ってのはポイントですからね
ちなみに、画像では3本の線を使っておりますが本当は無数に光って伸びてるんですけれども、
それの奴らを代表して3つ 抜擢したやつが書かれてます
ちょっとマイナーの話をすると
これは実際書きませんけど 本来の焦点と 焦点距離の2倍の所
ここの間に物体を設置すると、 本来の像より大きい実像ができます
焦点の上だと像はできません
そしたら今度は置かれてる物体が焦点より内側っていうケースを考えてみましょう
さっきのように、ステップを踏んでやっていくと

ページ12:

こんな感じになると思います
なんか変に後ろのほうにでっかいやつがある
まさに虫眼鏡とかそうなんですが 物体が大きく見えますよね。
皆さんが虫眼鏡を通して見えてるものって実際のものじゃないってのがわかると思う
実際は物体そのものじゃなくて、レンズによって作られた像を見てるだけなんだと
こんな感じで、焦点の内側に物体を置いたときに、 光がそこから出ているように見える像を虚像と
いいます
つまり、光が集まってできているわけではない だから像ができる場所にスクリーンとかを設置し
ても、なんも映らんてことです
だから、虚像ってのは、レンズの後ろ側からレンズを通してしか見ることができないよって
作図してみると、 光が交わらないみたいな
実像は、 光が実際に集まってる 虚像は、 光がそこから出ているように見える
この違いがあります
後はそれぞれ補足な感じになるんですが
実物を凸レンズに近づけると大きい像になります
じゃあちょっと難しい話をしましょう
難問として、こんな問題が出題されることがあります
凸レンズを紙で半分に隠しますそうすると像はどんな感じになりますか?
これはちょっとひねくれたような問題ですが

ページ13:

先に結論を言いましょ像の全体は見えます だけど、明るさは暗くなります
光源となる物体があってこの1つの点をとっても、 あらゆる方向に光っていくわけですよ
その1部の光は上側に下側に中央に、、、 みたいな具合に全表面に向かって広がっていって通
過したら、また1点に集まるんです
つまり、紙で隠れていない残りの部分を通ってまた集まって だから、スクリーンの上では元の物
体のすべての部分からも、光が届いて像の形は欠けないんですね!
でも、レンズに入る光の量に関してはそのものが半分なくなるわけです 集まる光の量は弱くなり
ますよね。 つまり像全体としてはちょっと暗くなると
こういうことです
波の伝わり方・基本性質
皆さん、光を自ら出すものを何て言いましたっけ?
そうですね大丈夫ですね 光源と言いました。
では、自ら音を出すものはなんて呼ばれるでしょうか?
大体予想がつくと思いますが答えは音源です
実は、音は波なんですよ
M
寿:振幅
こんな感じの手ぶれがすごいですが音の正体は、このうねうねです。 波です。
では、この音の正体って何なんですか?って言われたら、確かに波なんですが。

ページ14:

もうちょっと言いましょう
ある点で起こった振動ってのが、 周りに伝わることを波といいます
音の正体は波なんですけれども、じゃあもっと具体的にって言われたら答えられますでしょうか?
結論言いますね 物質の振動なんです。 震えなんです。
音源から出た音が波として耳まで届くっていう流れを得て、音が聞こえるわけです
例えば、皆さん簡単な実験って言うほどでもないですけど 拍手してみましょう
そうすると、音源は手になりますよね それが空気を伝わって、 私たちの耳に入ってくる
実は波を伝えるためには、今回で言うと空気みたいな感じで物質がないといけないんです こ
の物質がなかったらどれだけ振動しても音は伝わりませんってことです。
だから、 真空とかだと音が伝わらないってのはこれです
と言っても、皆さん疑うでしょうから動画を持ってきました
https://youtu.be/Or6MqKvAGYY?si=pkHGRVryAenytyBU
こちらの動画は、 真空から始まって、そこからどんどん空気を入れていきましょうって言うやつで
す
実際にこの逆パターンだと
もともと音が大きくて、空気をどんどん抜いていくと、音は小さくなっていくって感じです 最終的に
真空になったらもう音が聞こえないと 波を伝えてくれる物質がなくなっちゃうから
なので、皆さんある宇宙戦争系のアニメがありますが アニメなので、音のモーションをつけるこ
とができたとしても 実際あんなことが起こったら音は伝わりませんね!
次に波を伝える物質は、 空気以外にもあるんだよ て言う話をしていきます
皆さん化学は習ってますでしょう状態変化ってありましたね!
こんな感じであるわけですよね
これ一つ一つ粒でできているわけです 実は粒くっついてる方が振動ってどんどんどんどん伝
わっていくわけですよね。
粒と粒が密集してたら、 隣の粒にどんどん伝えていけるわけですから!
つまり固体の方が音の伝わる速さってのは速め

ページ15:

逆に、気体のほうは、空気が結構バラバラとしてるので音の伝わる速さってのは結構ゆっくり
めって感じです
そして、波の重要な性質
ちょっと皆さん 試しに1つやってみて欲しいことがあるんです
さて口の前に、 手のひらを持ってきてそのまま何でもいいので、 言葉を発してみてください
あんまり空気かからないと思うんですけれども 呼吸とは違うんですよ 口から別に声を出そうが
空気外にあんまり出て行きません。 だから空気は音を伝える役割はあるけど、 空気が音と一緒
になって移動してるわけじゃない。
これが全部の波に共通することで何が言いたいかって言ったら、波は周りの物質を伝って移動
するけど、そのものは移動しないんだよと
そういう性質がございます
音の三要素と計算
皆さんは、音の3要素って言われて何だと思いますかね
音楽の三要素だったら、 メロディーとかハーモニーとかリズムとかありますが
決して、断じて、 あれとは違うんですよ
先に、言っちゃうと音の三要素っていうのは
①音の大きさ ②音の高さ ③音色
③は中学の範囲から少し外れてしまいますので 解説は本当にほどほどにしておきます。
ではやっていきましょう
↓大きく
く
〈振幅>
〈振動数>
ひ
ざっくり今からやることを書きました
何か見慣れない言葉があります 振幅とか振動数とかそれは今からやっていきますね!

ページ16:

皆さんの声と私の声って絶対違うじゃないですか 十人十色のもんですし
そうすると、この音の形 音色っていうのは違いますよね 大きさも高さも違うし
でも、所詮声なんて波なんですよ しょうがないです(?)
では見ていきましょう
音の大きさというのは波の上下の揺れ幅のことです
左上の波を見てもらいたいんですが 上下の幅が小さめですよねこれが静かなんだなと。
そして、そこから矢印を飛ばして左下に行きます 上下の幅が激しくなりました。 これが音が大
きめっていうことなんです。
そして、この上下の揺れ幅のことを振幅といいます 読んで字のごとくですね!
振幅を少し画像で表しましょう
M
麺:振幅
この赤色で表しているのが振幅ってことになります
音が大きいっていうのは、振幅が大きい
音が小さいってのは、 振幅が小さいってことになります
次高さですね

ページ17:

↓大きく
〈振幅>
〜
もう一度、貼ります 次は右側です。
P
く
〈振動数>
ひ
ざっくり言うと、あんま変わってないけど音を高くした後ってこの振動の数が少し多くなってる
のわかりますでしょうか?
右下のやつ欠けてますが一応山2つ 谷2つのつもりで書いたんですけど、 画像が切れちゃって
ます
実際上は山が1つの谷1つですね だから音を高くした後って2倍振動してるわけですよ。
だからこうやって振動する回数が多いほど高い音ってことになります
やっぱり振動する回数のことも読んで字のごとくですね 振動数といいます。
振動数が多いっていうのは、 音が高い
振動数が小さいっていうのは、音が低い
かと言って、ちゃんとした言葉の定義で覚えてもらいたいので、もう一回定義し直すと
振動数は、1秒間に振動する回数です 1秒間にいいですね!? まぁ大丈夫でしょ。そしてこい
つに単位がついてます。 振動数の単位はHzです このように書いてヘルツと読みます。
そして、たまに音楽の時にも役に立つ知識ですが普通に理科に聞かれることです。
皆さんはギターとかウクレレとかやったことありますでしょうか? 俗に言う弦楽器って奴らです
音を大きくするには 振幅が大きくなればいいんですよね そうすると強く弾いてあげればいい
んです
そして、問題は高く弾く方法
3つ ①弦は細く ②短く ③強く張る!
重いものより、軽い方の方が素早く動かせますよね
端から端までの往復する時間が短ければいいですよね
ピンと張るとすぐ戻ってきてくれますよね
こういうこと!

ページ18:

次は振動数の計算の話をしていきます 公式なんてものはないです。 楽勝です。
振動数、もう一度確認しておきましょう 1秒間に振動する回数のことで、 単位としてHz(ヘルツ)
を用いるんですよね!
波1個のカウントっていう話ですが
x
頭のカウント
or
or
この3つの形で1カウントどれをとってもオッケーです
山の部分と谷の部分が交互にやってきて同じ形の繰り返しになってるわけですよね
だから、この山と谷のセット これを何回繰り返してるかでカウントしていくってことです
① 山から山 ②谷から谷 ③登り始めから登り始め
基本的な計算ってのは1にしたいほうの単位で合わせてあげることが大事です 今回振動数は
1秒間って言うところが大事ですので秒で割り算しますってことです。
あえて計算しやすいような例を出すと
100秒間で400回振動したとしましょう この時の振動数をヘルツで求めなさいって問題があると
しましょう
つまり、1秒間に何回振動したかを求めてくださいよってことです
て事は、400÷100をしてあげればいいんですよね つまり1秒間で4回振動するので 4Hzとなる
わけです
あえて公式のように表すのであれば
振動した回数をかかった時間で割り算してあげてるって感じです
じゃあこれの逆のタイプなんですが 波が1回振動するのにかかった時間を求めなさいみたいな
タイプがあります。 これを周期なんて言ったりするんですが。
これは逆ですよね かかった時間を振動した回数で割り算してあげるって感じです。
そしたら、 次の問題 周期と振動数両方求めてもらいますからね!
ある音叉を叩きました この音の波形を観察したところ 0.1秒間に40回振動してることがわかり
ました 振動数と周期を求めなさい

ページ19:

振動数は振動した回数をかかった時間で割り算してあげればオッケー
0.1秒で40回ですよね だから400.1=400
よって400Hzとなるわけです
周期ですねこれは0.140してあげて0.0025
よって、 0.0025秒というふうになるわけです
なんてことないですよね
では、実際に次は波形を読み取ってみる問題ですね
AA
..0.00.1秒
引用 https://pikuumedia.com/rikakeisan2/
じゃあ、この周期と振動数を求めていきたいわけですよ
別にどこを波の1カウントととってもいいんですけど
さっきの3つに該当するのであればこれ1メモリが0.001秒を指してます
これが2メモリ分ですね つまり0.002秒で1回であるというのが読み取れますね
0.002秒で1回振動するんだからそしたら1秒間では何回振動しますか? ていうのが問いなん
ですよ。
10.002を計算してあげればいいですよね つまり500ですね。
よって、振動数は500Hzとなるわけです
解き方を覚えてください!
では、次に伝わる速さっていう計算をやってみましょう
ちなみにですが 気体を伝わる速さってどれくらいかって言うと温度によって違うんですけど、 皆
さんは340m/sで基本計算していくことになります
これどういうことかって言うと 1秒間に340m進むんだよって意味です (毎秒340m進む)
この単位にちょっと慣れてもらいたいんですが
m/sとあります そしてこのsは秒を表す secondの頭文字を取ったやつです

ページ20:

(メートルパーセカンド) (メートル毎秒) などと読む
なのでm/秒 て言う感じで書いてもらっても問題は無いんですが、 私はアルファベットと日本語
が混じってて気持ち悪いなと思ってるのでs使わせてもらってます
sの前に1が省略されてるんだなと思ってください
20m/sだったら1秒間に20m進んでるよ
500m/sだったら、1秒間に500m進んでるよって言うことです
ただ、問題に340m/sていうふうに断り書き書いてありますので、そこはご安心ください それ以外
の問題はそうそうないと思いますがその時は、問題文に従ってあげて下さい!
長くなりましたが 実際に演習問題をやっていきます
問1
あるところに華菜がいました 華菜はよくわからない生き物がいたため 「ヤッホー!」と叫んだ結
果10秒後にその生き物から「うっせ黙れ!」と返ってきました 華菜と謎の生き物との距離を求め
なさい
ただし、 華菜と謎の生き物は、 そこの位置から動いてないものとし音の速さは340m/sとする
この状況を図示すると
幸華 ヤッホー!
<セッホー!
うっせ
だよね!
?m
こういうことです なんで私は罵倒されてるのかわかりませんが。
距離を求めていきます
距離=速さ×時間ですよね
よって、340 × 10で3400m これが答えです
と思ったら要注意ですよ
これは行って帰ってきて合わせての10秒間ですからね
片方に行くだけで距離は求めることができますので
片方に行くのに必要な時間は5秒です
なので、答えとしては、340×5 = 1700
よって1700m、、、 こっちがちゃんとした答えになります
問2
w

ページ21:

花火が開いてから3秒後に「ドーン」という音が聞こえました。 音の速さを340m/s とするとき、花
火が開いた場所から観察者までの距離は何m ですか。
これは余裕ですね
340 x 3 = 1020
よって、1020mですね! あれ引っ掛けありませんか?
大丈夫です。 今回は引っかけないです。 さっきのは往復のやつですけど、今回は一方通行です
から普通に距離求めちゃっていいってことです
問3
花火大会の会場から 1020m離れた場所で花火を鑑賞しています。
花火が開いた光が見えてから、 音が届くまでに何秒かかりますか。 ただし、 音の速さを毎秒
340mとする
この計算は簡単でしょう 時間を出したいんだから、 距離速さで良いですよね よって1020 ÷
340 = 3より 3秒となります
次は計算ではなくて、 予想してみてくださいクイズです。
私は2つのタイプがあるってよく言われます
明華菜と暗華菜 なんて、 学校では言われたりしてますが
私が2人に分裂したとしましょう
明華菜 (声が高くて大きい 元気いっぱいタイプ)
暗華菜 (声が低くて小さい ネチネチタイプ)
※( )の中の記述は、 実の友人に書いてもらっております
この2人が会話をしてるとしてこの2人の私が同じ距離で同じタイミングで声を出したとしましょう
相手に届くのはどっちが先ですか?
これは同時ですよね 声が高いとか声が大きいってのは、 振動数とか振幅の話で空気中を伝
わる音の速さってのは変わらないからですね!
ちなみに、今回のノートでは私めちゃくちゃ出現しておりますがシンプルに私のことをもうちょっ
と出してほしいって言う依頼がありましたので
そしてよくある引っかけ問題は往復問題は行くのに半分 戻ってくるのに半分かかる
あと声が大きい(あるいは小さい) とか声が高い (あるいは低い)これは空気中を伝わる速さとは
また別の話
後は移動しながらの計算は要注意ってところですね
では、最後に雷について話そうと思います
皆さんはやったことあるかわからないですけど、 雷の光 稲妻ですね あれが見えてから、何秒
後に音が聞こえるかみたいなことカウントしたりしますかね
ちなみに私はします
でも、光が見えたと、同時に音が鳴るわけでもないです 音は少し遅れてなるんですよね!

ページ22:

その原因説明できますでしょうか?
結論を言うと、光の方が圧倒的に1秒間に進む距離ってのが大きいから
音でもかなり早いんですけれども 光はもっともっと早いです
音は1秒間に340mくらいだけど、 光は1秒間に30万kmくらい
イメージをしにくいですけど、 大体1秒間で地球を7周半くらいなどと例えられたりします
光と音の出発は同じでも、明らかに音よりも光の方が進むスピードってのが速いんですね
あと、これに関連して 花火と音も同じ理由で音の方が遅く聞こえます
力の性質・力と質量
いよいよ物理の最後の分野ですね 今のところ光と音について触れていきましたが力は、あい
つら2つに比べたら、 全然簡単です
ただ、覚える用語がめっちゃ多いってだけです
例えば「あなたは力持ちですね!」 みたいな感じで力って使うかもしれませんがこれって能力な
んですよ。物理でやる力とは全くもって別物です。
さて、皆さん力って何でしょうか? ってことで力の性質を見ていきたいと思います。
@
スライム
伸ばす
②
ペットボトル
オナップ
-213
バットボール
皆さんが何か物体に力を加える時 どんなことが起こりますか?
例えば、ガラスに力を加えたら割れたりスライムに力を加えたら伸びたり縮んだり潰れたりとか
いろいろありますよね
まず、これが力の1つの性質なんですがこいつらの共通することってのは、 物体の形が変わっ
ているってところですね
まとめると ①物体の形を変えさせるもの(=変形させるもの)

ページ23:

そして皆さんはジムとかにあるバーベルって知ってますかね ダンベルって言ったほうがいいで
すか
あれを持ち上げて鍛えるわけですが
あんな重いものをしばらく持ってください。 なんて言われたらきついですね笑
後は、皆さん手のひらにペットボトルキャップとか乗せたり
ペットボトルキャップを手のひらに乗せるだけだったら、何の力も働いてませんて言うのは間違
いでこの後やるんですけど、 実は力働いてます
はいってことで ② 物体を支える
画像では野球のボールとバットがございます バットでボールを打ちました そうするとボールの
動きは変わりますよね!
飛んでったり そして落ちて 転がってみたいな感じですよね 加速したり、 減速したり方向が変
わっていったり
こんな感じで③物体の動きを変えるもの
となってるんですね
以上力の3つの性質は覚えてください
力... ①物体を変形させるもの ②物体を支えるもの ③物体の動き(=運動) を変化させるもの
実は、この3つが定義になってます 日常的な感覚じゃなくて、こういう定義をちゃんと言えるよう
にしてくださいねって感じです。
そして、次に力と質量の関係性をやっていきます 質量って言葉は多分皆さん大丈夫でしょ 化
学の方で扱ってるとは思うので
そして今後めちゃくちゃめちゃくちゃ重要なやつ力には単位があります だから「どのくらいのカ
ですか」とかで聞かれたらこの単位で答えなくちゃいけないよっていうのがあります
その単位がN(ニュートン) と呼ばれる
まず、こんな単位はまず日常生活では聞きませんね これがどのくらいの大きさかっていうと”約”
100gの質量の物体にかかる力の大きさです
質量じゃなくて、 重さですからね
と言っても、なかなか想像はしにくいと思いますので皆さんは1円玉を100枚手に持ってるとしま
しょう。 1円玉は1枚あたり1gと言われてます
だから、100枚あるって事は100gですよね その時手にかかる力が1N
そんなイメージを持ってくればいいです
質量200gにかかる力について聞かれたら? 2N
50gだったら0.5N みたいな具合に答えていきます
1kg と言われたらこれ=1,000gですから10Nですね
そして一応、質量じゃなくて、重さですからねみたいな補足を入れたんですが

ページ24:

お前ら2つ同じじゃないんかって話ですよ 実は似てるんですけど違うんです。 残念ながら(?)
では、質量と重さの違いっての今から説明していこうと思います
質量ってのは、その物体が持っている、 とある量だと思ってください
一方で、 重さってのは重力ですこの後力のところでやりますが重力です。
重力の大きさってのが、 実は重さに該当してます
だから、重さってのは場所によって変化したりするけど 質量は場所にはよらないってことです
月に行ったら、重力って地球の6分の1って言われたりします だけど、質量変わりません
重さだけ6分の1になります
話は変わりますが
強調して“約”100g の質量の物体にかかる力の大きさがNだと書いたんですが
これ間違ってるわけではなくて、 実は多少なり誤差がございます なのでぴったり100gではない
よってところはちょっと頭の片隅に入れといてもらえるといいかなと思います
力の種類とフックの法則
力ってまず大きく分けて2つあります
私が何かボールを持っていたとしましょうか 手で持ってるわけですけど離したら落ちちゃいます
手で持っていることで支えているからですよ 基本的に手で触れるって事は物体に触れてい
るっていうのが前提ですよね
ただ全部の力が接触していないと働かないみたいなもんでもなくて
接触していなくても、働く力ってのも存在します
今からはそういう力たちの紹介って感じですね
まず接触していないと、働かない力たちについて見ていこうと思います
①弾性力...変形した物体が、 元の形に戻ろうとする力
例えば、スポンジとかを指で押してあげると次第にどんどん戻っていきますよね あんな感じで
す。
後はバネを伸ばしたら戻りますよねあんな感じちなみにこういう性質のことを弾性といいます
②摩擦力... 物体がこすれた時に、 物体の動きを邪魔しようとする方向に働く力

ページ25:

この物体は、 右向きに進みたいのに床と接触してこすれているせいで 青矢印の向きだから、
物体が動こうとしてる方向とは逆の向きに働いて 物体の動きを妨げる 邪魔するような感じに
なってるんです
だから、机の上とか床とかで何かを転がすと止まってしまうってのは、この摩擦力のせいになりま
す
そしてこれはちょっと難しい話ではありますが、摩擦力って動いてる物体だけじゃなくて止まってる
物体に対しても働いてます そして摩擦力は少ないと止まりにくい
③垂直抗力... 接触面から垂直な向きの上向きのカ
物体は重力を受けます この後やるんですけど 例えば机の上にりんごが置いてあってこいつ
にかかる力って重力はそりゃそうなんですけど
そうすると、下向きに落ちていくってなりますよね! でも皆さんは机の上にりんごを置いたら、
そのりんごが机を突き破って床を突き破って 下に下に下に行くわけでもないですよね!
重力が働いているにもかかわらず、 落下はしてないんです だから同時に上向きの力が働いてる
と考えることができます。
で、その上向きの力は、 どこから受けるかって言ったら、 物体が置かれてる面から
こうやって面が物体を支える力って考えてください
ただ 床の面だけじゃなくて、 壁の面とかそんな感じの場合でも垂直抗力って実は働きます 要
は面と接していればいいんです。
では、ここからは接触していなくても、働く力ってのを見ていこうと思います
重力とかがその代表例なんですがね
④重力... 地球の中心に向かって働く力で、 地球が物体を引っ張る力
⑤電気の力... 電気同士に発生するカ
電気にはプラスのやつとマイナスのやつがあって
結構磁石と似てるんですけど

ページ26:

↓
イメージ図としては、こんな感じ
は、お前なんなん!
絶交だよーだ!
→ヒ
)引か
仲良くしょ~!
おんなじ種類の電気同士だと、 互いに反発しあって 異なる種類の電気同士だと引き合う関係に
あると
磁石もそうですよね
と、いうことで
⑥磁力... 磁石の間に発生する力 同じ極同士で反発しあって 異なる場合は引き合う
もう電気力とめちゃくちゃ似てますよね
それでは、最後にフックの法則について触れていきたいと思います
ロバート・フックさんが考えたバネについての法則です
全く関係ない話をすると 私は歴史上の人物で1番とか2番を争う位にはこの人物が好きなんで
す
ていうのも皆さんは2年生の生物分野で細胞っていうのをやるんですけど 細胞を発見した人
物なんですねこれを聞いただけで興奮しますが 話は戻ってフックの法則を攻略していきたいと
思います。
これは1番最初にやった弾性力にまつわるような話ではございますが
バネの変形って何かって言ったらただただ伸び縮みするだけの話です
弾性力は変形したら元に戻ろうとする力のことですよね!
それをバネについて言ってます
フックの法則... バネの弾性力の大きさは、バネの自然の長さからの伸び(あるいは縮み)に比例
するという法則。
言い換えると力の大きさとバネの伸び縮みは、 比例関係にあるよってことです
だから、力の大きさが2倍になったら、バネの伸びも2倍になる
力の大きさが3倍になったら、 バネの伸びも3倍になるみたいな感じですね!

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上のバネと下のバネを比較すると
M
mmm
四
伸び1
し
MAM
上のやつがもともとの自然の長さだと思ってください それを伸ばしました。
そうすると、この伸ばされたバネってのは、 元に戻ろうとするので、 赤色の矢印の向きに力が働き
ますよね
今回は伸びの場合ですけれども 縮む場合も元に戻ろうとする力ってのが働きます
例えば、何かバネが天井に吊るしてあってここに100gのおもりを吊るします
そしたら、バネの伸びが3cmでした
このおもりを2つにしましたそしたらバネの伸びが6cmになりました だから、こういうのがフック
の法則ってことです
ただ、1Nの力で何センチほど羽が伸びるかってのは実際はわかりませんので、 今回は仮定して
る上でのお話になります
あと、これ私が中学の時に思いっきり罠にはまったお話をしたいと思います
バネの伸びではなくバネの長さって言う言い方があるんですよ
例えば、バネの長さが3cmのバネに質量100gのおもりを吊るしました その時のバネの長さは
4cm
ではおもりを二つにしたらバネの長さはどうなるか?
答えを言うと5cmですね
これバネの長さって言う言い方が厄介なんです これもともとのバネの長さが3cmと言ってます
そのもともとの長さに1つおもりをプラスしてあげると4cmになります
つまり、バネの伸びって言われたら1cmなんですよ
だから、2つって言われたら、 2cmですよねだからこの時のバネの長さってのは5cmとなるわけ
ですね
バネの長さってのは、もともとの長さに伸びた分を足してあげたものって考えることができます

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フックの法則は力の大きさに比例するのは伸びの方ですよ! 決して長さではないですから
ね!
バネの伸びC
4
3
2
[cm]
1
伸びやすい
バネ
A
B
0
0
2
2 4 6
8
力の大きさ [N]
引用 https://text.tomo.school/hookes-law/
こちらのグラフを見てもらいたいんですけどバネって伸びやすいやつとそうでもないやつがある
んです
横軸が力の大きさを表していて 縦軸がバネの伸びを表しているので
この緑色で描かれている伸びやすいバネってのは少ない力でも伸びますよねみたいなやつで
す
グラフの読み方はなんてことないです
例えば、緑色の伸びやすいバネに2Nの力を加えたら何センチ伸びますか?
みたいな感じで出題されるんですが

ページ29:

まず2Nのところを見てあげてそうすると縦で見ると2センチのところにぶつかるのわかりますで
しょうか?
つまり2cmとなるわけです
伸びにくい方で見てみましょう こっちは2Nの力を加えると1cm伸びるみたいな感じです
実は、規則性が見えてくると、 グラフの外の様子も見えてきます
伸びやすいほうのバネを見てみると 2Nの力を加えたとき 2cm伸びるんですよね?
だったら先が見えないですけど6Nの力を加えたらどうなりますでしょうか?
ここは推測です
これは6cmですね そりゃそうだわって感じですね
もうちょっとバネについて見ていきましょうか
力の三要素・釣り合い
では、次に、力の三要素について見ていきたいと思います
作用点
こんな感じで矢印に書いてみたんですけど
力っていうのは、大きさと向きを持った量なんだとで画像に書いてあります 力の働くような点の
ところを作用点といいます
そして力の大きさ、向き、作用点 これらをひっくるめて力の三要素といいます
そして、この青色のところ力を表している矢印ですね これが乗ってる直線のことを作用線とい
います
物体が受ける力を表す場合

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どこから(=作用点)、 どの方向に(=向き)、 どのぐらいの大きさの(=大きさ) 力なのかを書いてあげ
るってことです
力の作図ですね
何かを使って物体を動かしてみようってなったとき 当然力なんて目に見えるもんでもないです
だから、力を矢印を用いて表すことで視覚的にイメージをしやすくしましょう て言うことになるわ
けです
作用点
では、もう一回貼りましたので、これを見ながら確認していきましょう
まず作用点は力を加えるところだと思ってくだい そしてめちゃくちゃ長い赤色の矢印があります
ね わかりやすいように赤で書いてるだけです。
この矢印の向きがあるじゃないですかこれが力を加えている向きになります。
そして、力の大きさってのは、この矢印の長さになりますね だからこれ相当長いから相当な力を
加えてるんだと。 そんなことが見て取れるわけです。
長い方が大きい力を加えてるって意味なので
注意点ですね こちら床に物体を置いてます。
そうすると、物体から床にかかる力があります そうやって力がかかる面積が大きい場合には
真ん中くらいをとってあげます
で、物体全体に働く力は、 物体の中心を作用点としてみなします
物体全体に働く力は全体なんですけど 全部書くのめんどくさいじゃないですかだからその代表
者として中心

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面全体だったら、 大体真ん中くらい
だから、 1点から来ない場合は、 代表して真ん中の子を選抜してあげてくださいねって感じですね
ex) ①纈ル
ex)①組アルカ
②3Nの摩擦力
一物体
③1518当を協力
⑦1.500 € $
では、例を見ていきましょう
まず①糸が1Nの力で引く力とありますなので、糸と接するところから引っ張られる向きに矢印
を飛ばしてあげればいいんですね
② 摩擦力は1点で受けるものではなくて接しているところ、 全体として受けますので代表して真
ん中あたりに点を打ちます。 でそこから伸ばしてあげればオッケーです。
ただ、今回は右向きに進行する場合と仮定してます 本来は進む方向に対して逆向きに動きを
邪魔するようにあるわけですからね
③垂直抗力 これも接している面から受ける力ですから 代表して真ん中のあたりから上に矢印
を飛ばしてます
④重力これは物体全体が受けるもんですよねなので、 物体の真ん中に点を打ってあげて、
そこから下向きに向けて矢印を飛ばしてるって感じです
※ニュートンは適当な目分量になってます 本来はマス目とかがありますのでご安心ください。
1マスを1Nとしますとか
それでは、作図は一旦この辺にして、このノートの最後として力の釣り合いについて話していきた
いと思います
1つの物体に複数の力が働いているのにもかかわらず、 物体は動かないことがございますこの
状態を力が釣り合っている。と表現します。
ちなみに、こうやって複数の力を1つにまとめることを力の合成とかそしてまとめた力のことを合
力なんて言ったりするんですが
この力の合成や合力 という言葉自体は、 3年生で出てきます

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1つの物体に、 複数の力が働いてる場合とは言ったんですが 中学のうちは2つしか使いません
のでご安心ください。 3つ以上の世界は高校の話になります。
ではやっていきましょう
皆さんおさらいです 物体に力を加えるとどうなりますか?
大丈夫ですね
変形したり運動状態を変えたり 物体を支えたりこの3つが力のはたらき
SON
はい
例えば、皆さん体育祭とかで綱引きやりますよね 多分
両者 おんなじ力で引っ張ってたら綱はどうでしょうか
相手も反対から引っ張ってるでしょだから動かないの
で、この力が釣り合うための条件3つあります
①力の大きさが等しいこと
②力の向きが逆であること
③一直線上 (=同一直線上) にあること
この3つの条件を満たしてないと力を釣り合わないってことです
5°N
例えば、画像のようなものだと、 左右両方から50Nの力が働いてます
こんな感じで、 右向きの力=左向きの力にならないといけないということです
逆に、これが上からの力と下からの力であれば、この両者も=の関係になります

ページ33:

く違反例
20N
70N
2201
30N
3^N
では力が釣り合わない力の釣り合いの条件に違反する例を3つ見てみましょう
①互いに逆向きとか同一直線上にはあるんだけど力の大きさが全然違う
70 Nと30 Nの力でやってるわけですがもちろんこれだと相殺しきれず 70 Nの方向に対して40
Nの力がかかるって感じになっちゃいますからね
ちょっと3年生の予習も交えて軽くやりましょうあんまり難しい内容でもないので
IN
RN
こんな感じで
緑のやつが力を合成したやつになります 相殺しきれず力が大きいほうに動いちゃうって感じで
すね。
相殺するって事は大きい方から小さい方を引き算してあげて残り分が大きいほうの数字のほ
うにね。働くよねって感じです。
②力の大きさが等しいんだけど、 おんなじ向きに働いちゃってる
逆向きじゃないといけないんですよね そうするとこの力助け合いの関係ですから
矢印があるほうに30 N + 30 Nの分で60Nの力が働いちゃうってことです
数字は違うんですけど

ページ34:

2N
3N
合成すると、こんな感じになっちゃうよって感じです
③同一直線上にない これは難しいので、 3年生の予習は入れません。
こんな感じで力が働いたら。 おそらくこの物体は回転してしまうだろうと。
釣り合うってのは動かないってことなので3年生になったら、 動かない以外のもう一つのパター
ンが存在するんですが 1年のうちは動かないだけ覚えてくれればオッケーです。
ちなみに、余談なんですが、 重力と垂直抗力は釣り合ってますね!
ではこれで解説終わりにします