ご覧頂きありがとうございます。
中学生の方には理科でどうしても丸覚えをしないといけないことって多くなります。
実はその先に高校生の理科でより正確なことを学ぶので…
そう言うことにしておこう…と
その典型的な例として 100g=1N? 私は何で?となったのを覚えていますが…
高校の物理基礎の内容を入れて書いてみます。
N(ニュートン)は力の大きさを示す単位です。
力とは物体が変形したり物体に速度をもたらしたりと
物体に変化を与えている現象です。
では力の定義とは何でしょう??
この鍵こそ、単位の由来になった「アイザック・ニュートン」の
運動の法則にあります。
第2法則に「運動方程式」と唱えられています。
1Nは1㎏の重さの物に1秒間に1mずつ距離が延びる加速をさせられる(加速度)
力の大きさである
そのため 運動方程式は「力の大きさ=質量×加速度」
加速度のイメージ
1秒間に1mずつ距離が延びる加速
1秒後 1秒間に1m進む速度
2秒後 1秒間に2m進む速度
3秒後 1秒間に3m進む速度
4秒後 1秒間に4m進む速度
このように距離が等しく伸びていく(等加速度運動)
ではそうなると100g=1Nってなんか定義とちょっとおかしい感じがしますね。
重さ=力の大きさなので…
これにはちゃんと細かい設定があります。
実は…「地球上で100gの重さの物は1Nの重力を受ける」
常に私たちは100g当たり1Nの重力を受けているので体重が60kgの人は
…600Nの重力を受けている…
1秒間に1kgの物を600mずつ距離を延ばせる加速度を出せるパワー
めっちゃすごいのが掛かっていますねw
そもそも重力だけでなんと1秒間に9.8mずつ距離が延びる加速をしています。
1秒後 1秒間に9.8m進む速度(時速約35km)
2秒後 1秒間に19.6m進む速度(時速約70km)
3秒後 1秒間に29.4m進む速度(時速約106km)
3秒間だけで高速道路を飛ばしている車の速度くらいになりますねw
では先ほど、紹介した運動方程式に…
力の大きさを1(N) 重力の加速度9.8(m/s^2)重さx(kg)
を代入して重さがどうなるか計算すると…
(^2は2乗の意味 m/s^2は中学生の方は知らなくて大丈夫です。)
1=9.8x
x=0.1020…kg
約102g となりました!
計算するときに102って大変なので…おまけで100gとするにしています。
実はこんな風にして1N=100gという変換式が生まれたのですね…
実はこれは高校になると…加速度を本格的に学び…力の大きさ=重さ×加速度
F=maという式がメインになってしまうので…中学生限定なんですね。
と長々をお話をしましたが…
こんないきさつから 100g=1Nに変換していいよ(中学校まで)
としてくれているのでこんなメンドクサイ理屈がちゃんとあるんだと知って
ぜひ有効に使っちゃいましょう
使い方
300gにかかる力の大きさは?
1N=100g (決まり)
300÷100=3
答え:3N
また㎏=1000gも知っておくとこの辺りの計算は楽になると思います!
このように決まりの裏にはちゃんと理屈があります。
使える決まりは有効に使う練習をしていきましょう!