看穿隱形的力量！實驗秒懂「平衡」三條件：作用線在一直線上才是關鍵！

我是科學訓練師 桑子研。每天都是實驗。

探索力的平衡實驗 〜親身感受「原來如此！」的瞬間〜

　你有沒有想過，眼前的物體為什麼能靜止不動呢？書本、桌子、鞦韆、招牌——這些看似理所當然地存在，其實背後都有看不見的力量在精妙地互相平衡。這次要介紹的是國中一年級課堂上進行的，關於「力的平衡條件」的實驗。透過這個實驗，你會更直覺地理解「作用線必須在同一直線上」這句話的真正意思！

實驗方法其實非常簡單，就是從左右拉動各種不同形狀的剛體。

在這個狀態下，讀取彈簧秤的數值，確認力的大小、方向，以及作用線的狀態。

結果可以發現，力達到平衡需要滿足三個條件：

① 兩個力的大小相等
② 兩個力的方向相反
③ 作用在線上是同一直線

　所謂「力的平衡」，其實是個相當深奧的概念。其中最難想像的，往往是「作用線在同一直線上」這一點。光用文字理解可能會覺得有點抽象，但只要親手操作，就會瞬間明白：「啊，原來是這樣！」理解會一下子變得清晰起來。

　在這次實驗中，我們使用了小雞造型、花朵造型等可愛的重物。雖然外觀很吸引人，但真正重要的是「力的作用位置與方向」。當力達到平衡時，物體會穩穩地靜止不動。然而，思考這種狀態是如何成立的，才是這個實驗的核心。

　說到力的平衡，也可以用「麥可傑克森罐」來理解。

「マイケル・ジャクソン」で物理を体感！〜力のモーメントがわかる驚き実験〜

如果只是普通的空罐，是無法讓它傾斜站立的；但只要在裡面加入水，就能讓它斜著穩定站住。

這個現象如果用力的平衡條件來思考，也會變得非常有意思。

　其實這個內容，也和高中會學到的「剛體的平衡」有關。在那裡會出現「力矩（讓物體旋轉的力量）」的概念，開始思考「為什麼不會轉動？」。雖然國一階段不會深入討論旋轉，但仍然可以紮實地培養「畫出力的圖示」的能力。這些經驗，將會在未來的學習中發揮重要作用。

這個實驗帶來的「隱藏效果」

　透過這個實驗，不只是記住知識，還能自然培養出以下能力：

畫力圖變得更厲害！

→　因為會反覆思考力的方向與大小，也能順利銜接到國三學習的「斜面上物體的摩擦力作圖」。甚至能注意到像是作用點應該設在哪裡這種細節。

開始具備「旋轉」的視角！

→　在高中學習剛體平衡時，或許會突然想到：「啊，這個以前做過！」知識會在那一刻連結起來。

看世界的方式改變了！

→　像是鞦韆、翹翹板、招牌等日常事物，都能看出背後的力的平衡。會有一種「原來世界是這樣運作的啊」的全新感受。

總結

　聽到「力的平衡」可能會覺得有點難，但實際體驗後，你會發現它其實非常貼近生活，而且充滿趣味。希望這個實驗能成為契機，讓你開始注意生活中那些看不見的力量。你會發現，世界看起來真的不一樣了。

　而這樣的發現，不只幫助理科學習，更能培養真正的思考力。對「理所當然」產生疑問，正是科學的起點。

聯絡與合作

讓科學變得更貼近生活、更有趣！這裡整理了許多在家也能做的科學實驗與小技巧，歡迎多多探索！ ・關於營運者 桑子研請點這裡 ・各類合作（寫作、演講、實驗課程、電視監修、出演等）請點這裡 ・最新文章更新在X發布中！

科學頻道也持續分享實驗影片！

建議標題：看不見的力量正在對話！一次搞懂「力的平衡」的直覺實驗

５月のイチオシ実験！

キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？

液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
• 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
• 6月14日（日）　千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
• 6月26日（金）　千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
• 7月18日（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。

書籍のお知らせ

• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
  
  
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
  

各種SNS（更新情報をお届け！）

X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）

BlueSky／Threads（英語）

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。