中学3年 理科|衝突と作用・反作用
ボールが壁に当たる瞬間、どの力が働く?
時間をゆっくり動かして、接触前・接触中・接触後を比べよう。
固定された壁にボールが当たる
予想中点は力の始まり。点線は予想用の矢印です。
操作前に予想
壁に当たると、なぜボールは反対向きに進む? ボールと壁が押し合う力は、どちら向きに働くだろうか?
観察|力の関係
よく弾むボールと固定した壁の模式図です。特に接触中の時間を引き伸ばしており、再生画面上の速さは実際の速さではありません。緑の矢印はボールの中心の速度を相対的に示します。跳ね返る前後の速さを等しいとし、重力・抵抗・音や熱へのエネルギー損失は省略しています。
確かめよう
ボールと壁が押し合う力は、いつ、どのように働く?
接触している間、壁がボールを押す力と、ボールが壁を押す力が同時に働きます。2つの力は同じ大きさで反対向きです。
壁から受ける左向きの力によって、ボールは右向きに進みながら減速します。中心の速さが一瞬0になった後も左向きの力が働くので、今度は左へ進みます。2つの力は別々の物体に働くため、ボールの上で打ち消し合うわけではありません。
離れている間、この2つの接触力は働きません。ボールは壁を離れた後も左向きに進みます。
重要語句
この単元で覚えたいこと
観察のあとに読む
衝突中の力と動きの違い
何を比べる?
二つの物体が押し合っている間、それぞれが相手から受ける力を比べます。片方だけが力を出すのではなく、互いに同じ大きさで反対向きの力を受けています。
結果をどう考える?
軽い物体の方が大きく動くように見えても、受けた力が大きいとは限りません。同じ力を受けても、質量が違えば運動の変わり方は異なります。力の矢印と動きの両方を分けて見てみましょう。
間違えやすい点・モデルの条件
衝突の変形や音、熱などは単純化しています。実際の衝突結果は材質や衝突前の速さにも関係します。この教材では、衝突中の作用・反作用の関係に注目します。
制作:中学校の理科教員 / 解説更新:2026年9月8日
制作の考え方・参考資料と教材の位置づけ