機械や構造物、ロボット等に生じる力の計算がマスターできる！実践的な演習問題を通して力学的な挙動を解析する力が身につく。やさしいイラストを用いた解説で、難しい概念を体系的に学べる！
力のつりあい
力とは
力とは、物体の位置や形状に変化を加えるものであり、大きさ と 向き を持つ 「ベクトル量」 と定義されています。 （ちなみに 長さ、質量、面積など、大きさのみで表すことができるものを「スカラー量」といいます。）
機械力学では、このベクトル量で表される力が基礎となります。高校物理で学習していますが、おさらいの意味をこめて正しく理解しておきましょう。
機械力学で使われる力には、重力、張力、摩擦力、垂直抗力 などがあり、視覚的にわかりやすくするために、「矢印」 が用いられます。
そして、この矢印によって、”どの点に”、”どのくらいの大きさで”、”どの方向に” 力が働いているのかが理解できます。
力は、矢印の長さや向きによって、次のように表現されます。
・力の大きさ ・・・ 矢印の長さ
・力の向き ・・・ 矢印の向き
・作用点 ・・・ 矢印の始点
これらを力の三要素といいます。
力の合力と分力
力は合成したり、分解することができます。
図に示すように 力Fは、F1とF2に分解することができます。
このとき、
F は F1 と F2 の「合力」
F1 と F2 は F の「分力」
といいます。
例えば、これを具体例で示すと、次の図のように
荷物を Fの力で一人で引っ張ることと、F より小さな力で二人で引っ張ることは同じ働きをすることになります。
また、合力は引っ張る角度によって大きさが異なります。角度が大きくなればなるほど合力は小さくなります。
２つの力が一直線上にあり、同じ向きの場合、合力 F = F1 + F2
反対向きの場合、 合力 F = F2 - F1 となります。
力のつりあい
次に力のつりあいについて説明します。
１つの物体に２つ以上の力が働いている状態で、その物体が移動しない場合、これらの力は「つりあっている」といいます。
そして、力がつりあうためには、次の３つの条件を満足する必要があります。
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