モビール

一般小学生

まとめ

【定義】
天びんの原理を利用し、複数の飾りをバランスよく吊るして揺れを楽しむ装飾品。物理学的には、てこのつり合いや力のモーメントの原理を用いた構造体である。

まとめ

支点まわりの力のモーメントの和がゼロであり、かつ物体に働く上下方向の力の合計がゼロであるとき、物体は水平を保ちつり合う。

解説

てこの原理において、物体を回転させようとする力の大きさを「力のモーメント」と呼ぶ。これは「支点からの距離 × 力の大きさ」で定義され、左右のモーメントが等しいときにてこは水平になる。例えば、左端に支点がある水平な棒において、支点から20cmの位置に50gのおもりを吊るした場合、支点から100cm離れた右端のばねばかりが示す値は、モーメントのつり合い式(50g × 20cm = x g × 100cm)より10gと導き出される。また、物体を静止させるためには、上向きの力の合計(支点やばねばかりが支える力)と下向きの力の合計(おもりや棒の重さ)が一致しなければならない。物体全体の重さが一点に集まっているとみなせる点を「重心」と呼び、棒自体の重さを計算に含める場合は、重心にその重さがかかっているものとして扱う。モビールは、これらの原理を複数の階層で組み合わせることで、複雑なバランスを保ちながら揺れ動く装飾となっている。

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