力、質量、加速度、仕事

力とは「物の運動状態(向きや速さ)を変えるもの」、「物を変形させるもの」です。力はベクトル量です。大きさと向きを有する量です。単位は N(ニュートン)を用います。力が働く点を作用点といい、力は作用点から伸びる矢印で表されます。

2つ以上の力が1つの物に働いている時、力を1つにまとめることを力の合成といいます。逆に、1つの力を、2つの力に分けることを力の分解といいます。

物に働く代表的な力が重力です。その大きさを重さといいます。重さの単位も N です。地球における重力は、地球中心に向かって引き込まれる力です。同様に月における重力を考えれば、月中心に向かって引き込まれる力です。重力は変化するため、例えば地球で 120kg の人の重さは、月では、地球に換算した時に大体 20kg の人の重さになります。

一方、月だろうが地球だろうが変わらない「物体を構成する原子の種類と数」により決まる量が質量です。質量は m で表します。力を F とすると F = ma がなりたちます。a は後述する加速度です。地球と月で重力が違うというのは、それぞれの場所において 重力による加速度 a の値が異なるといえます。

運動している物体が 二点間を移動する際にどれだけ速度が変化したかを表すのが加速度です。ベクトル量です。単位は ms-2 です。速度を v とすると、加速度は 速度を時間(t) で微分したものです。 a = dv/dt と表せます。力、質量、加速度の関係を示す F = ma はとても重要な方程式なので、意識して覚えておきましょう。F = ma は運動方程式と呼ばれます。

最後に仕事です。物理における仕事 (W) は、力を受けている物体が、力方向に距離 s (m) 移動した時に「力 F が仕事をした、物体は仕事をされた」と表現します。W = Fs です。単位は J (ジュール)です。※ J = Nm = kgm2s-2 です。この単位変換がさらっと追うことができたらいい感じです!

薬学基礎 物理学
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