物理 > 動く解説 > 物理基礎 第1編 運動とエネルギー｜第2章 運動の法則

これは 作用・反作用？

❓ 1. 疑問と結論

机の上の本にはたらく，重力 \(mg\)（下）と垂直抗力 \(N\)（上）。大きさが等しく向きが逆——これは作用・反作用だろうか。

🎯 結論：見分けは「どの物体にはたらくか」

1 つの物体にはたらく 2 力 → つりあい／2 つの物体のあいだで押し合う・引き合う → 作用・反作用
💡
作用・反作用の法則（運動の第三法則）……物体 A が B に力を加えると，B も A に，同じ大きさで逆向きの力を加える。2 力は別々の物体にはたらく

なぜ分けられるのか。力の相手を 1 つずつたどる。

📚 2. 解説と確かめ

本にはたらく力を数える（解説①），\(N\) の相手（解説②），\(mg\) の相手（解説③）の順に見る。

⚖ 解説①：どちらも本にはたらく

  1. 本だけを取り出す

    力を数えるときは，1 つの物体を取り出して，その物体が受ける力だけを書く。

  2. 本が受ける力は 2 つ

    重力 \(mg\)（地球が本を引く）と，垂直抗力 \(N\)（机が本を押す）。

  3. だからつりあい

    どちらも本にはたらく 2 力。本は静止しているので \(N = mg\)。

🤝 解説②：N の相手は「本が机を押す力」

💬 相手の見つけ方

「机が本を押す」の主語と目的語を入れかえると，「本が机を押す」。これが \(N\) の反作用 \(N'\) で，机にはたらく。相手は別の物体なので，\(N\) と \(N'\) はつりあわない。

🌏 解説③：mg の相手は「本が地球を引く力」

💬 相手の見つけ方

「地球が本を引く」を入れかえると，「本が地球を引く」。この力 \(F'\) は地球にはたらく。地球はとても重いので動いて見えないだけで，力は確かにはたらいている。

🧮 確かめ：本を 2 冊重ねると

  1. 上の本にはたらく力

    重力 \(m_1 g\) と，下の本が上の本を押す力。この 2 つがつりあう。

  2. 下の本にはたらく力

    重力 \(m_2 g\)，上の本が下の本を押す力（上の力の反作用），机が押す力。この 3 つがつりあう。

  3. 机が押す力

    \(N = (m_1 + m_2)g\)

    取り出す物体を変えると，書く力も変わる。どの物体を見ているかをいつもはっきりさせる。

🔑 まとめ

🔍 3. もっと詳しく

🚶 人が歩けるのはなぜか

足が地面を後ろへ押す（作用）と，地面が足を前へ押す（反作用）。人を前へ進めているのは，この地面からの力。自分で自分を押して進んでいるのではない。

🚀 ロケットが宇宙で進めるのはなぜか

ガスを後ろへ押し出す（作用）と，ガスがロケットを前へ押す（反作用）。押す壁が要るのではなく，相手の物体（ここではガス）があればよい。

💡 もう一歩：つりあいは「打ち消す」，作用・反作用は「打ち消さない」

つりあう 2 力は同じ物体にはたらくので，合力が 0 になって運動が変わらない。作用・反作用の 2 力は別々の物体にはたらくので，それぞれの物体の運動を変える。たとえば人がボールを投げると，ボールは前へ飛び，人は（わずかに）後ろへ押される。