まとめ
- 地面や水面に対して平行で、左右の傾きがない平らな状態のこと。
- 物理学の静力学においては、物体にかかる力の合計（合力）と、任意の点を中心とした力のモーメントの合計がともに零で静止している状態を指す。
- てこの原理において、左右の回転させる力が釣り合い、上下の荷重バランスが保たれている姿勢でもある。
解説
物体が水平を保って静止するためには、鉛直方向の力のつり合いとモーメントのつり合いの両方を考慮する必要があります。例えば、棒を支点で支えて水平にする場合、支える力の合計は常に棒自体の重さと吊り下げた重りの合計（全重量）と一致します。
太さが一様な棒であれば、その重心は幾何学的な中心に位置しますが、太さが一様でない場合は重心の位置が偏ります。このとき、重心に近い方の支点により大きな荷重がかかることになります。具体例として、棒の右端に20gの重りを吊るし、中央をばねばかりで支えて水平を保った際、ばねばかりが70gを示していれば、棒自体の重さは差引の50gであると計算できます。このように、物体の形状や密度分布から重心を特定し、回転力のバランスを導き出すことは剛体の力学における基礎となります。
「水平」とは、地面や水面と同じように、横にまっすぐで、かたむきがない状態のことです。たとえば、つくえの上が平らなときや、コップの中の水がしずまっているときの表面のようすをいいます。
理科の勉強では、てこを使って実験をするときによく出てきます。棒の左右にかかる力の大きさと、支点からのきょりのバランスがぴったり合うと、棒はどちらにもかたむかずに「水平」になります。このとき、棒の重さがどこにかかっているかを考えることが大切です。棒の重さが集中している場所を「重心」と呼びます。
もし棒の太さがどこも同じなら、真ん中が重心になります。でも、太さがちがう棒の場合は、太い方の近くに重心がずれます。水平につり合っているときは、上向きに支える力と、下向きに引っぱる重さの合計が必ず同じになっています。
大昔のピラミッドを作るときも、地面が水平かどうかをたしかめるのはとても大切でした。水はどんなときでも必ず水平になるという性質を利用して、地面にみぞをほって水を流し、高さが同じかどうかをチェックしていたといわれています。
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