【高校物理基礎】力のつり合いと3力のつり合いを簡単に理解！図解で学ぶ

力と運動の力のつり合いについて学習します。3力のつり合いの作図ができるように学習します。物理基礎の「力のつり合い」や「3力のつり合い」は、静止している物体や安定して動く物体を理解する上で重要な概念です。しかし、「どのような条件で力がつり合うのか？」「3つの力がつり合うとはどういうことか？」と疑問に感じる方も多いでしょう。

本記事では、「力のつり合い」と「3力のつり合い」の基本的な考え方を、わかりやすい図を交えて解説します。高校物理のテスト対策や基礎固めに役立つ内容となっていますので、ぜひ最後までご覧ください！

力のつり合い

物体にいくつかの力が同時にはたらいていても、物体が静止、または等速度運動の状態を続けるとき、それらの力はつり合っているといいます。

2力のつり合い

同一作用線上で、大きさが等しく、向きが反対のときの2力はつり合っているといいます。いい方を変えると、2力の合力は0ということもできます。

3力のつり合い

物体に3力がはたらいてつり合っている場合、その3力の合力は0になります。このとき、3力のうち任意の2つの力の合力は、残りの1つの力と大きさが等しく、反対向きになっています。

3力のつり合いでは、作図問題が出題されます。
「3力がつり合いの関係にあるとき、次の2力とつり合うもう一つの力を作図せよ」という問題です。解き方が2通りあるので、問題によって使い分けましょう。

1. 成分に分ける
2. 平行四辺形の法則

下図のように3力のつり合いを作図する（Fを作図）場合、どちらかの方法で解きます。

①成分に分けて、各成分ごとの合力を0にする。

1. x軸とy軸を設定する。
2. 3力をすべてx成分とy成分に分解し、各成分の合力が0になるように力を作図する。

②平行四辺形の法則を使う。

1. 任意の2力を平行四辺形の法則を使い合成する。
2. その合力とつり合う力を作図する。

どちらの考え方も重要です。どちらの方法でも作図ができるようになっておきましょう。