【物理基礎】力のつり合い・3力のつり合い

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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。

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。

力と運動 力のつり合い

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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。

力と運動 2力のつり合い

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。

3力のつり合い

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。

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