※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.22>
３｜作用・反作用
図18(a)のように，ローラースケートをはいた人AがBを押すと，押された人Bが動くだけでなく，押した人Aも逆向きに動き出す。このことから，押した人Aは，Bから押し返されたことがわかる。 また，(b)のように，人が壁を押すと，人のほうが後ろへ動き出す❶ことから，壁を押した人は，壁から押し返されたことがわかる。
物体Aから物体Bに力【作用】❷がはたらくとき，同時にA にはB から力（【反作用】）がはたらく。これを【作用・反作用の法則】という。作用と反作用は，必ず２つの異なる物体間で同時に生じ，一直線上にあり，向きが反対で，大きさが等しい（図19）。
実際にローラースケートを使って確かめるときは，立った姿勢では転倒する危険があるので，座った姿勢で行います。
(a) ローラースケートをはいた２人にはたらく力
(b) 壁を押す人にはたらく力
図18 ローラースケートをはいた人にはたらく力
(a) ローラースケートをはいた２人の場合
(b) 壁を押す人の場合
図19 作用・反作用
力は，ある物体から別の物体に一方的にはたらくのではなく，２つの物体の間で対になってはたらき合う性質があります。
❶ ローラースケートをはいた人が壁を押したとき，壁が動かないのは壁が固定されているからである。
❷ A からB にはたらいた力を作用というとき，A にB からはたらく力を反作用という。
❸ 下の図のような場合，反作用は，面に垂直な分力と，面に沿う分力に分けられ，前者は特に垂直抗力という。図19 では反作用と垂直抗力は等しい。
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資料 気づきにくい作用・反作用
作用・反作用は，「２つの物体」の間ではたらき合い，向きが反対で同じ大きさの２つの力です。どのような場合も生じるので「法則」とよばれますが，気づきにくいこともあります。
① 物体にはたらく重力の反作用
重力の場合，「２つの物体」とは地球と物体です。地球が物体を引く重力を作用とすると，その反作用は物体が地球を引く力です。1kgの物体にはたらく重力は約10Nですから，その反作用である物体が地球を引く力の大きさも10Nです。地球はとても質量が大きいので，10Nの力がはたらいてもほとんど動きません。そのため，物体にはたらく重力の反作用があることに気づきにくいのです。
② 物体にはたらく浮力の反作用
水の入った水そうを台ばかりの上に置き，ばねばかりにつるした物体を水の中へ入れます。このとき，物体が10Nの浮力を受け，ばねばかりの示す値が10N小さくなったとしましょう。
このとき，台ばかりの示す値は，ちょうど物体が受けた浮力と同じ10Nだけ大きくなります。これは，物体が受けた上向きの10Nの浮力を作用とすると，物体から水へ下向きに10Nの反作用が生じ，その力が台ばかりへ伝わったためです。
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図20 作用・反作用のいろいろな例
１年生で学んだ「力のつり合い」と「作用・反作用」は，何がちがうのですか？
「２力のつり合い」の場合は，１つの物体に注目しています。
「作用・反作用」も「2力のつり合い」も，2力は，
- どちらも一直線上にある
- 同じ大きさである
- 反対向きの力である。
しかし，「作用・反作用」の2力は，別の物体にはたらくのに対して，「2力のつり合い」の2力は，同じ物体にはたらく。
図21 作用・反作用と2力のつり合いのちがい