合力

定義

合力とは、複数の力が同時に物体に作用しているとき、それらの力と同じ効果をもつ1つの力のことである。複数の力をまとめて1つに置き換えた力であり、力のベクトル和として表される。

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物体にいくつかの方向から力が加わっているとき、そのまま考えると複雑になる。そこで、それらをすべてまとめて「1つの力だけが働いている」と考えると、運動をシンプルに理解できる。

例えば、右に押す力と左に押す力が同時に働くと、どちらが強いかによって最終的な動きが決まる。このときの「結果としての1つの力」が合力である。

数式

合力はベクトルの足し算で表される。

\[\vec{F} = \vec{F_1} + \vec{F_2} + \cdots\]

ここで、\(F\) は合力（N）、\(F_1\)、\(F_2\) はそれぞれの力（N）である。

同一直線上の場合は符号を考えて足し引きする。

\[F = F_1 + F_2\]

ポイント

• 合力は「複数の力を1つにまとめたもの」であり、運動は合力で決まる
• 力は向きをもつため、単純な足し算ではなくベクトルとして扱う
• 合力が0のとき、物体は静止または等速直線運動をする