作用反作用の法則とは？高校生のポイント ― 力は必ずペアで存在する！
ノジオ１
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机を押すと、なぜ自分の手も押し返されるように感じるのか？
ジャンプしたとき、どうして地面を蹴ると自分が上に飛ぶのか？
これらの現象を説明するのが、「作用反作用の法則」です。
ニュートンの運動の第3法則として、高校物理の基礎中の基礎でもあります。
作用反作用の法則とは？
「一方の物体が他方に力を及ぼすと、他方も同時に大きさが等しく逆向きの力を及ぼす」
これが、作用反作用の法則です。
つまり、力は必ずペアで存在するということです。
この関係を式で書くと次のようになります。
F₁₂ = -F₂₁
ここで、
- F₁₂：物体1が物体2に及ぼす力（作用）
- F₂₁：物体2が物体1に及ぼす力（反作用）
符号の「−」は、方向が反対であることを表しています。
具体例で考えてみよう！
- 机を押すと手が押し返される
→ あなたが机に力（作用）を加えると、机もあなたの手に同じ力（反作用）を返します。 - 地面を蹴ると体が前に進む
→ 足で地面を後ろに押す（作用）と、地面があなたを前に押す（反作用）。
その結果、前に進むのです。 - ロケットが宇宙に飛ぶ
→ ロケットが燃焼ガスを後ろに吹き出す（作用）と、ガスがロケットを前に押し返す（反作用）。
空気がなくても飛べるのはこの原理です！
よくある誤解
- 「作用と反作用はつり合っているから動かない」
→ ❌ 違います！
つり合いの力（静止力）と、作用反作用のペアはまったく別物です。
つり合いの力は「同じ物体に働く2つの力」、
作用反作用は「異なる2つの物体の間で生じる力」です。
たとえば、机の上の本に働く力の場合：
- 重力と垂直抗力 → 同じ本に働く → つり合いの力
- 本が机を押す力と、机が本を押す力 → 別々の物体 → 作用反作用の力
この違いを混同しないことが、物理の理解のカギになります。
日常生活での「作用反作用」
- 車のタイヤと地面の関係
タイヤが地面を後ろに蹴ると、地面が車を前に押す力を返します。
→ 車が進むのは、地面からの「反作用」のおかげ！ - ボートを漕ぐ
オールが水を後ろに押す（作用）→ 水がオールを前に押す（反作用）→ ボートが進む。 - ジャンプの瞬間
地面を強く蹴るほど、反作用の力が大きくなり、高く跳べます。
つまり、運動を起こすのは常に反作用の力。
「押したから進む」ではなく、「押し返されたから進む」のです。
大学入試のポイント
- よく出るテーマ：
・作用反作用の力の関係
・つり合いとの違いの説明
・運動方程式と組み合わせた問題（例：ロケットの運動） - 重要公式：
F₁₂ = -F₂₁
- 注意点：
・作用と反作用は異なる物体間の力である。
・作用反作用のペアを同じ運動方程式に入れてはいけない。
入試では、「力の図を正しく描けるか」「つり合いとの違いを説明できるか」が得点の分かれ目です。
みんなの声
💬 「地面を蹴ると前に進むのは“反作用”だったのか！納得！」（高校2年生）
💬 「作用反作用とつり合いの違いを混同してたけど、別物ってわかってスッキリ」（受験生）
💬 「ロケットの説明が分かりやすい。空気がなくても進む理由がよくわかった！」（高校1年生）
まとめ
「作用反作用の法則」は、すべての力がペアで存在するという自然の根本的なルールです。
押せば押し返される、蹴れば進む――この対になった関係が、運動の世界を支えています。
ニュートンの運動法則の中でも、「力の本質」を理解するうえでとても重要な法則です。
この考え方をしっかり身につけると、あらゆる物理現象の理解がぐっと深まります。
