力には3つの効果がある
力は目に見えませんが、はたらいているかどうかは 物の様子の変化 でわかります。理科では、力には次の3つの効果があると整理されています。
- ① 物体の 形を変える（バネを縮める、粘土をへこませる、ゴムを伸ばす）
- ② 物体の 動きを変える（止まっているものを動かす、動いているものを止める、進む向きを変える）
- ③ 物体を 支える（手で本を持つ、机が物を支える、ひもがおもりをつるす）
逆にいえば、物に力がはたらいていると見つけたら、これらの効果のどれかが起きているはずです。「動いていないから力ははたらいていない」と思いがちですが、机の上の本にも重力と垂直抗力という2つの力がはたらいています（後で説明します）。
いろいろな力（重要）
中学1年で出てくる力は次の6種類です。それぞれ「どこにはたらくか」「どんな向きか」をセットで覚えると、テストで混乱しません。
①〜④は 触れ合っている物の間ではたらく力（重力は地球全体との間ではたらくので例外）、⑤⑥は 離れていてもはたらく力 と整理すると覚えやすくなります。
重さと質量はちがう
ここからが中1理科で最大のひっかけポイントです。日常会話では「重さ」と「質量」をごちゃまぜに使いますが、理科では厳密に区別します。
- 質量：物質そのものの量。場所が変わっても変わらない。単位は g・kg。電子てんびんや上皿てんびんで測る。
- 重さ：物体にはたらく 重力の大きさ。場所によって変わる（地球と月では重力がちがうから）。単位は N（ニュートン）。ばねばかりで測る。
たとえば、質量1kgの物体を月へ持っていくと、どうなるでしょうか。
- 地球：質量 1kg ／ 重さ 約9.8N
- 月 ：質量 1kg（変わらない！） ／ 重さ 約1.6N（地球の約1/6）
月では重力が地球の約6分の1なので、同じ物でも「軽く感じる」のです。でも、その物体に含まれる物質の量（＝質量）は変わっていません。「重さ」と「質量」を区別するというのは、こういうことです。
力の単位 ── ニュートン（N）
力の大きさを表す単位は N（ニュートン） です。中学では、次のおおよその関係を覚えておけば計算ができます。
1N ≒ 質量100g の物体にはたらく重力
つまり地球上では、質量100gの物の重さは約1N、質量1kg（＝1000g）の物の重さは 約9.8N（教科書では「約10N」と扱うことが多い）。
この関係を使えば、グラム表示の質量を、ニュートン表示の重さにすばやく直せます。
- 100g で 1N なので、500g なら 約5N。
- 計算式：500 ÷ 100 ＝ 5 → 5N
テストでは「質量〇gの物体の重さは何Nか」と聞かれます。「g／kg と聞かれていたら質量、N と聞かれていたら重さ」 と先に問題文を読み分けるクセをつけましょう。
練習問題
- 机の上に置いた 本 が、机から押し返されている。
- ばねばかりに おもり をつるしたら、ばねが伸びて止まった。ばねがおもりを支えている力。
- 砂の上で 箱 をすべらせたら、だんだん遅くなって止まった。箱の動きをじゃました力。
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(1) 垂直抗力（机が本を面に対して垂直に支える力）
(2) 弾性力（ばねが伸びて、元に戻ろうとする力でおもりを支えている）
(3) 摩擦力（砂と箱の間にはたらき、動きと反対向きにはたらく）
- 質量200gの物体の、地球での重さは何Nか。
- 同じ物体を月へ持っていったとき、質量は何gか。
- 同じ物体の月での重さは、およそ何Nか。
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(1) 200 ÷ 100 ＝ 2 → 2N
(2) 200g（質量は場所が変わっても変わらない！）
(3) 2N の 1/6 なので、約0.33N（または「約1/3 N」）
※ (2)で「重力が1/6だから質量も1/6」とすると間違い。質量と重さを混同していないか必ず確認しよう。
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解答例：質量は物質そのものの量で、単位は g や kg を使う。場所が変わっても変わらない。一方、重さは物体にはたらく重力の大きさのことで、単位は N（ニュートン）を使う。重力は場所によって変わるため、地球と月では同じ物でも重さがちがう（月の重さは地球の約1/6になる）。電子てんびんで測れるのは質量、ばねばかりで測れるのは重さである。
まとめ
- 力には 形を変える・動きを変える・支える の3つの効果がある。
- 中1で覚える6つの力：重力・摩擦力・弾性力・垂直抗力・磁力・電気の力。①〜④は触れ合う物の間、⑤⑥は離れていてもはたらく（重力は例外）。
- 机の上の本が静止しているのは、重力と垂直抗力がつり合っている から。
- 質量は物質の量で場所が変わっても不変、単位は g・kg。重さは重力の大きさで場所で変わる、単位は N（ニュートン）。
- 地球上では、質量100gの物体の重さ ≒ 1N。問題文に g とあれば質量、N とあれば重さと先に読み分ける。