中学理科、力の問題で質問です

質問

ピッチャーが投げたボールをバッターが打ち返すとき、バットがボールに与える力の大きさfと、
ボールがバットに与える力の大きさFの大小関係はどうなるか、という問題が分かりません。
答えは、同じである。でした。
私は抗力が働いても、ボールが飛ぶのでfの方が大きいと思ってしまいます。
回答よろしくお願いします。

回答No.1

matatabil · ベストアンサー

作用・反作用の法則を知っていますか？
おそらく中学３年で習うと思います。
「ある物体に力を加えた場合、同時にその物体から逆向きで同じ大きさの力を受ける」という法則です。

この法則はどんなときにも成り立つので、言い換えれば、
「ボールに力を加えた場合、同時にボールから逆向きで同じ大きさの力を受ける」となります。
よって、ｆ＝Ｆとなるわけですね。

では、なぜボールは前へ飛んでいくのに、人間は後ろへ飛んで行かないか。
それは、主に２つの理由があります。

理由１
重たい物体ほど動かしにくいという性質があるからです。
物体には、「慣性」という性質があります。
止まっている物体は止まり続けようとするし、動いているものは動き続けようとする法則ですね。これも３年で習うと思います。
実は、重たい物体ほど慣性が大きいのです。
ですから、同じ力を加えたときでも、軽い物体ほど動きやすいし、重い物体ほど動きにくいのです。

これを今回の問題にあてはめると…
人間に比べてボールはとても軽いので、動かされやすい。よって、ボールは前へ大きく飛ばされてしまいます。
一方、ボールに比べて人間は重いので、動かされにくい。よって、人間はその場に留まれるわけです。

重たいおすもうさんと、軽い子供がぶつかったら、おすもうさんが受ける力と子供が受ける力は同じなのですが、軽い子供は動かされやすいので、吹っ飛ばされてしまうわけです。

理由２
ボールを打つとき、人間は足で地面を踏ん張るからです。
ボールから力を受けても、地面を踏ん張れば摩擦力が生まれるので、人間は後ろに飛ばされないですむのです。
仮にスケートボードに乗ったバッターがボールを打てば、バッターは少しだけ後ろに進みますよ。
宇宙で野球をすれば、バッターは後ろに飛ばされながら回転するはずです。

このような２つの理由から、人間は後ろに飛ばされないのです。

ちなみに、
中１で習う「２力のつりあいの関係」と、
中３で習う「作用・反作用の関係」は、別のものなので、区別できるようになっておきましょう。

最後に、この質問は、「物理」もしくは「科学」のカテゴリーに入るものですね。今後の参考にしてください。

お礼

とてもわかりやすく答えていただき、ありがとうございました！
もやもやしていたものがハッキリとしました。
勉強がんばります＾＾；；