水平につり合う

一般小学生

まとめ

【定義】
剛体が回転運動を起こさず、水平な状態で静止している現象。支点を回転軸とした時計回りと反時計回りの力のモーメントの和が等しく、かつ物体に作用する上下方向の力が平衡を保っている状態を指す。

まとめ

水平につり合う条件は、1.支点まわりの右回りと左回りのモーメント(力×距離)の和が等しいこと、2.物体に働く上向きの力と下向きの力の総和が一致することの2点である。

解説

てこの原理において、水平な静止状態を維持するには力のモーメントのバランスが不可欠である。棒の重さを無視できる基本的な演習では、支点からの距離とおもりの重さの積が左右で一致すればよい。一方、一様な太さの棒など「棒自体の重さ」を考慮する応用問題では、棒の重心(幾何学的な中心)に棒の全重量が作用していると仮定してモーメントを算出する必要がある。また、支点やばねばかりにかかる上向きの力は、吊り下げられた全おもりの重量と棒の重量の合計に等しくなる点にも留意が必要である。

小学生のみなさんへ

棒が左右に傾かず、地面と水平にピタッと止まっている状態を「水平につり合う」と言うよ。シーソーをイメージしてみてね。右に回そうとする力と左に回そうとする力が同じ強さになったときに、この状態になるんだ。棒自体に重さがあるときは、棒の真ん中に重さがかかっていると考えて計算するのがポイントだよ。

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