②作用，反作用の考え方

Ⅰ  構造力学（法則・基本的な考え方）

②作用，反作用の考え方＜ニュートン力学第３法則＞

「作用，反作用の考え方」をどう理解するか。また，どう説明するか。

「作用，反作用」は机の上に物を置いて，それがなぜ止まっているかを説明するために必要な考え方です。このテーマは「物には重力が作用していて，下向きの力が作用しているのに，机の上にあるものはなぜ止まっているのか」というものです。

「なぜって言われたって，机が邪魔しているから」です。「いちいち作用，反作用の考え方を出すまでもなく，下へ行こうとしても机がしっかりしているから下へは行けない」のです。これで思考が止まってしまっては構造力学が習得できません。

i 物に重力として下向きに力がかかっている

ii 物が机をiの力で押している（作用する力）

iii 机が物に反力を作用させる（反作用）

ここで，iiはその物に作用している力ではありません。その物に作用している力はiとiiiです。iとiiiは同じ大きさで上下反対の力ですから，力を合計するとゼロになります。物には力が作用していないのと同じで，力が作用していないとニュートン力学第１法則で動かない。となります。

ニュートン力学第３法則についての説明は，例えば次のＨＰがわかりやすいです。

「りかちゃんのサブノート（作用・反作用）」

「理科実験を楽しむ会，力はものとものとのはたらきあい」

参考：机の上に物を書くときに，その物を球として書くべきです。机と物が接しているところが点となり，その位置（点）に物が机を押す力（作用）と机が物を押し返す力（反作用）を表現できるからです。
水平な机の上に球を置いて作用反作用を説明したら，その次は，勾配のある机に球を置きます。球に作用する重力を机に平行な方向と机に垂直な方向に分解して，机に垂直な力は机からの反作用で打ち消されますから，球に作用するのは平行な方向の力だけです。この結果球は机に平行に動き出すことがわかりますし，その加速度は，机の傾きθを使ってsinθ倍であることがわかります。
備考：ニュートン力学第３法則の本来の意義は，力は対（押せば押し返すという相反する方向の２つの力）でしか存在しえないことを示したものです。

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このページの公開年月日：２０１５年５月１０日