力 (force)

ある物体に対し，その物体の運動状態（具体的には物体の速度）を変化させたり，その物体の形状を変化させたりする原因となる物理量を力 (force) という．力が物体に影響するとき，物体に力が「はたらく」「作用する」「加わる」「及ぶ」のように表現する．力は大きさと向きをもつベクトル量であり，力の単位は国際単位系(SI)で $〔 N 〕$ （ニュートン）を用いる．

野球でピッチャーが投げたボールをバッターが打ち返すとき，バットがボールに力 $\vec{F}$ を及ぼすことにより，ボールがへこみ，ボールの進む向きや速さが変化する．このとき，バットがボールに力を及ぼす点を，力の作用点 (point of action) といい，作用点を通り力と平行な直線を作用線 (line of action) という．

力は次の3つの要素がそろって初めて，正確に表すことができる．

大きさ (magnitude) （何 $N$ であるか）
向き (direction) （どの向きにはたらいているか）
作用点 (point of action) （どこに加わっているか）

これらを力の3要素 (three elements of force) という．

物理に出てくる力には，重力，張力（糸が引く力），垂直抗力，摩擦力（静止摩擦力・動摩擦力），弾性力，静電気力，磁気力，などがある．

力を図示するときには，力をベクトル（「大きさ（長さ）」と「向き」をもつ矢印）として表す．基本的な描き方は以下のとおりである．

力が加わる点（作用点）をベクトルの始点とする（分野によってはベクトルの終点とする場合もある）．
力の向き（作用線）に沿って矢印を引く．
矢印の長さを力の大きさに比例させる．

力ベクトルを正しく図示することで，物体がどのように運動するか，どのように変形するか，が理解しやすくなる．

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最終更新日2025年8月1日