中学校でも作用反作用の法則は習いましたね。

その時はどういう風に習いましたか？

・・・「生徒に答えてもらう」

なるほど、壁を押すと押し返される。他には？

・・・「別の答え」

船を引っ張ると引っ張り返されるのもそうですね。

何かに力を働かせると逆の向きに同じ大きさで力を受けることを作用反作用の法則と言います。

ここでおさらいをしましょう。

ポイントは力を働かせる方と力を受けるほうの二つのものが必要な事です。

よく「つりあう二つの力」と混同されますが、つりあう力を考える場合は二つの力が「互いに働く」のではなく一つの物体に同時に働くのです。

・・・「と言って図に、二つのものがある場合と一つの物体がある場合を並列に描き、二つの力がベクトルで作用する様子を説明する」

さらに高校で重要な事はこの法則は物体が静止していても動いていても成立するという事です。

・・・「と言って押しくらまんじゅうをして実体験をしてもらいます」

実際に問題を解いてみましょう。

次の場合に作用と反作用の関係にあるのはどの力とどの力でしょう。

・・・「と言って机の上に本を置いた図を示し、力を書いてもらって生徒に説明をしてもらいます」

ばねの力は弾性力と言って物理ではよく出題されます。

つりあう力の問題や単振動、重力の位置エネルギーや運動エネルギーと合わせたエネルギー保存など受験問題にもよく登場するので基礎からじっくりと学んで下さい。

さて、まずここにばねを用意しました。

・・・「と言って、ばねを引っ張ってみせます。」

当たり前のようですがばねは両側から同じ力で引っ張らなければ伸びません。教科書では一方を壁に固定している図を描いて説明されるので生徒の多くは片方にしか伸びないと勘違いしていますがあなたはどうですか？

・・・「自分が間違った理解をしていないか確認する時間を与えます。勘違いをしている生徒にはばねを手に取らせて何度も引っ張らせて正しく理解できるまで実感させます」

自然の長さからの伸びXは両側の伸びの合計です。片側の伸びではありません。勿論、ばねの縮みの場合も同様です。向きが逆になるだけです。 

円運動している物体に作用する垂直抗力が水平運動している場合と違う事を実際に体験しましょう。

・・・「と言って、筆入れを手のひらに乗せる」

私と同じように動かしてみて。

・・・「と言って動かす」

ポイントは自分の手に感じる力だから境界でその違いを感じとってね。

・・・するとはっきりと違いがわかるようになり円運動では遠心力が加わって垂直抗力が強くなることを忘れないようになります。

このように基礎から確実に理解を固めて行きます。生徒自身、自分が理解していなかった所を認めることが次のステップにつながるので、そういう風に考えた理由を聞かせてもらいます。生徒との信頼関係が最も大切です。私自身が高校時代理解していなかったことを話してあげたりすると距離が縮まり一緒に学ぶ気持ちが生まれるのです。