このページでは「力の合成」「合力の作図方法」について解説しています。
力の合成の動画による解説はこちら↓↓↓
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1.力の表し方
重力や摩擦力、磁力などの物体にはたらく「力」。
力は「大きさ」「向き」「作用点」の3つの要素があります。(力の3要素と呼ぶ)
これを表すためには矢印を使います。
・力の向き・・・・力の加わる方向のこと。
・力の大きさ・・・単位は【N】(ニュートン)。
・作用点・・・・・力のはたらく場所のこと。
※より詳しいことを知りたい場合は→【力のはたらき】←を参考にしてください。
2.力の合成
2つ以上の力を1つにまとめること。
■合力
力の合成によってまとめられた力のこと。
力の合成の作図には3つのパターンがあります。
②2つの力が反対向きの場合
③2つの力が角を持っている場合
この3つについてそれぞれ作図方法を見ていきましょう。
①2つの力が同じ向きの場合
合成するときは、2つの矢印の長さを測り、つなぎましょう。(↓の図)
②2つの力が反対向きの場合
物体にF1・F2の力が働いているとします。(↓の図)
合成するときは、2つの矢印の長さを測り、長い方から短い方を引きましょう。(↓の図)
③2つの力が角を持っている場合
物体にF1・F2の力が働いているとします。(↓の図)
このような場合は、F1とF2を辺とする平行四辺形を書きます。(↓の図)
三角定規などを使ってF1と平行な線を引きます。(↓の図)
同様にF2と平行な線を引きます。(↓の図)
F1・F2の作用点から、平行四辺形の対角線に沿って矢印を引きます。
これがF1・F2の合力になります。(↓の図)
POINT!!
力の合成 → 互いの矢印を辺とする平行四辺形を作図する!
(合成したい力が平行四辺形の辺になるようにする。)
3.3力のつり合いの作図
※この項目の動画による解説はこちら↓↓↓
F1・F2があります。(↓の図)
この2力とつり合う3つ目の力を作図します。
まずF1・F2を合成します。F1・F2を辺とする平行四辺形を書きます。(↓の図)
F1・F2の作用点から対角線に沿って矢印を書きます。これがF1・F2の合力です。(↓の図)
F1・F2とつり合う3つ目の力は、この合力とつり合う力に等しいはず。
この合力と反対向き・同じ大きさの矢印を書きます。これが答えです。(↓の図)
※力の分解の作図についてはこちらを参考に。→【力の分解】←
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