接触力とは？種類（垂直抗力・摩擦力）と場の力との違い・建築構造での例

この記事の要点

接触力とは、物体と物体が直接触れ合うことで生じる力です。床に置いた荷物が床から受ける力（垂直抗力）や、ロープや鉄筋が引っ張られる力（張力）が代表例です。

接触力と対をなすのが「場の力」です。場の力は物体が接触していなくても働き、重力（万有引力）が代表例です。建築構造では荷重を整理するとき、この分類が基礎になります。

接触力を理解するときは、垂直抗力・摩擦力・張力のように「触れて働く力」と、重力・磁力のように「触れなくても働く力」を分けて考えると整理しやすいです。

この記事では、接触力とは何か、垂直抗力・摩擦力・張力などの種類、場の力との違いを整理します。

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接触力（せっしょくりょく）とは、物体と物体が接触することで生じる力です。

当たり前のことのように思いますが、物同士が接触しなくても生じる力はあります。

例えば重力です。

地球上のあらゆる物には重力が作用しています。

その証拠に、物を持って手から離すと地面に落ちます。

また磁石は接触しなくても引き合う力、引き離す力が作用します。

今回は接触力の意味、垂直抗力・摩擦力・張力などの種類、場の力との違い、建築構造での例について説明します。

作用力、力のつり合いなど下記も参考になります。

作用力とは？意味・反作用力との関係と力のつり合いの計算方法（ニュートンの第3法則）

力のつり合いとは？問題の解き方と作用反作用・角度計算の基本

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接触力とは？

接触力（せっしょくりょく）とは、物体と物体が接触することで生じる力です。下図をみてください。床に物を置きます。すると物は床の上で静止します。

図　接触力と物

当たり前のことで疑問を持ちませんが、物と床が接触することで物の重さが床に作用しています。これが「接触力」です。

さらに、床から物に対して反対向きで全く同じ力が作用します。これを「反力（はんりょく）」や「抗力（こうりょく）」といいます。これらも接触力の１つです。

物の重さ＝反力の関係になるため、物は動かず静止するのです。反力の詳細は下記が参考になります。

反力ってなに？反力の求め方と支点反力

接触力の種類

接触力には、垂直抗力、摩擦力、張力、弾性力、反力などがあります。どれも物体同士が接触していることで生じる力です。

接触力の種類	意味	例
垂直抗力	接触面から垂直に受ける力	床が物を支える力
摩擦力	接触面に沿って、すべりを妨げる力	床の上で物を動かしにくくする力
張力	ひもやロープが物を引っ張る力	ロープで荷物を吊る力
弾性力	変形した物体が元に戻ろうとする力	ばねが物を押し返す力
反力	作用した力に対して反対向きに働く力	支点反力、床反力

接触力の例と物を押す力

接触力の例を下図に示します。「物を押す力」「物を引張る力（張力）」「摩擦による力」など、これらは全て接触力です。

図　接触力の例、物を押す力

接触力の身近な例が「物を押すとき」「物を引張るとき」です。物を押して動かそうと思ったら、物に接触して力を加えますよね。当たり前のことですが、この機会に意識してみましょう。※張力の詳細は下記をご覧ください。

張力（ちょうりょく）とは？意味・向き・単位と応力・求め方を解説

接触力の計算

接触力そのものに、共通する1つの計算式があるわけではありません。物の重さ、張力、反力、摩擦力など、力の種類ごとに計算方法が変わります。

まずは、物の重さ、張力、反力を理解しましょう。各計算は下記が参考になります。

質量、重量とは？1分でわかる意味、違い、換算、体重計、重力との関係

張力（ちょうりょく）とは？意味・向き・単位と応力・求め方を解説

反力ってなに？反力の求め方と支点反力

接触力と場の力の違い

物理学で扱う「力（ちから）」は接触力だけでなく、場の力や慣性力を扱います。

場の力とは、前述した「重力」や「磁力」のことです。

接触することなく働く力です。

慣性力も接触しない状態で作用します。

ちなみに地震力は、慣性力の１つです。

慣性力の詳細は下記をご覧ください。

慣性力とは？意味・読み方・計算と地震力との関係（ニュートンの慣性法則）

混同しやすい用語

接触力 vs 場の力（重力・磁力）

接触力は物体と物体が接触することで生じる力で、押す力・張力・反力・摩擦力などが含まれます。

場の力（重力・磁力など）は物体が接触しなくても作用する力です。

地震力は慣性力として扱う力で、物体同士の接触で生じる接触力とは区別して考えます。ただし、重力や磁力のような場の力とは別に整理すると理解しやすいです。

反力 vs 作用力

作用力は物体が他の物体に及ぼす力で、反力はその反対向き・同じ大きさの力です（作用・反作用の法則）。

床に物を置いたとき、物の重さが作用力、床からの支持力が反力です。

接触力を整理した表を示します。

力の種類	内容	例
接触力	物体が接触して生じる力	押す力・張力・反力・摩擦力
場の力（重力・磁力）	接触しなくても作用する力	重力・磁力
慣性力	加速度運動を扱うときに考える見かけの力	地震力
反力（抗力）	接触力に対して反対向きに作用	床が物を支える力