力と運動を解く・整理する5ステップ

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ステップ 1：ステップ1: 力の合計が0かを確かめる

問題の物体にはたらく力をすべて書き出し、合力が0かどうかを確認します。合力が0なら静止または等速直線運動（慣性の法則）、合力が0でなければ速さや向きが変わります。「力がつり合う＝力がない」ではなく、打ち消し合って合計が0という意味だと意識しましょう。

例題：机の上の本：重力と机が押し返す力がつり合い、合力0なので静止のまま。

ステップ 2：ステップ2: 力の向きと運動の向きを比べる

合力が0でないときは、運動の向きと同じか／逆か／垂直かを確認します。同じ向きなら加速、逆向きなら減速、垂直なら進行方向が変わります。斜面では重力の斜面方向の成分が運動と同じ向きに働くので、台車は下るほど速くなります。

例題：斜面を下る台車：重力の斜面成分が運動と同じ向き → 等加速度運動。記録テープの間隔は右へ行くほど広がる。

ステップ 3：ステップ3: 自由落下は v = gt と y = (1/2)gt² を使う

自由落下は重力だけを受ける運動で、空気抵抗は無視します。t秒後の速さは v = gt、落下距離は y = (1/2)g·t²。g = 9.8 m/s² を代入するだけで求まります。質量は関係なく、鉄球も紙くずも真空中なら同じ速さで落ちます。

例題：2秒後の速さは v = 9.8 × 2 = 19.6 m/s。落下距離は y = (1/2)×9.8×2² = 19.6 m。

ステップ 4：ステップ4: 「つり合い」と「作用反作用」を分ける

2つの力が出てきたら、同じ物体に働くか／別々の物体に働くかで見分けます。同じ物体に働いて打ち消し合うのがつり合い、別々の物体の間で逆向きに対になって生じるのが作用反作用です。大きさが同じで逆向きでも、はたらく相手が違えば作用反作用です。

例題：机上の本：「本にかかる重力」と「机が本を押す力」はつり合い。「本が机を押す力」と「机が本を押す力」は作用反作用。

ステップ 5：ステップ5: 記録テープで運動を読み取る

記録テープは一定時間ごとの移動距離を表します。間隔が等しければ等速直線運動、間隔が一定の割合で広がれば等加速度運動、狭くなれば減速です。各区間の速さは「区間の長さ ÷ 時間」で求め、単位（m/s, cm/s）に注意しましょう。

例題：毎0.1秒ごとに1, 3, 5, 7, 9 cmと伸びる → 等加速度。3 cmの区間の速さ = 3 ÷ 0.1 = 30 cm/s。

これだけは覚える

合力0なら静止か等速直線運動、合力があれば速さ・向きが変化。自由落下は v = gt、落下距離 (1/2)gt²。つり合い＝同じ物体、作用反作用＝別々の物体。

「動き続けるには力が必要」は誤り。つり合いと作用反作用の混同、自由落下の速さを質量に関係づける、等速と加速の区別忘れに注意。単位（m/s と cm/s）もよく見落とします。