力のモーメント

質問

長さa、質量ｍの棒があれば棒の中心に重力ｍｇの力が鉛直方向に働く。P点を支点とし、他端に力　ベクトルFが働いたとき、棒が静止するための条件を求めよ。

物理初心者です。どのように解くのか分かりません。どなたか教えていただけますか？

回答No.2

solidas · ベストアンサー

最初にこちらからの質問。問題の図では力Fはどっち向きにかかっていますか？
ここでは下向きにかかっているものとして回答を示します。もし上向きだったら＋Fを-Fにしていただければ結構です。

力のつりあいより
mg+F=0

点Pまわりの（点Pを中心とした場合の）モーメントのつりあいより
(mg×a/2)+(F×a)=0
力×距離　力×距離

力だけつりあっているだけでは物体は静止する（つまりまったく動いていない）とは限りません。
たとえば車のハンドルを思い出してください。左折したいときは右手で上に、左手で下に力を加えますよね？今互いに大きさが同じ逆向きの力を加えましたが、ハンドルは静止していますか？していませんね。回転していますね。
力がつりあっているだけでは完全に止まらないこともある。イメージはつかめたかな？
では回転を止めるための条件は何か。そこで考え出されたのがモーメントという概念です。
モーメントとは・・・図がないとうまく説明できないので教科書を参考にしてください。ただ公式
　モーメント＝力×距離
は絶対に覚えておいてください。
あとモーメントには向きもあります。反時計回りが正、時計回りが負です。

簡単に言えば、力とは「物体を移動させるもの」、モーメントとは「物体を回転させるもの」です。

最後に、少なくとも物理に関しては学校の教科書を大事にしてください。色々な参考書を見てきましたが、学校の教科書が一番すっきりしていて分かりやすいと思います。公式まる覚えではなく、なぜそうなるのか、なぜそう考えるのか、を常に考えるようにしてください。

お礼

「なるほど！」という感じです！とてもわかりやすいです！問題を解くことができました。本当にありがとうございます！！

回答No.1

chiezo2005

物体が静止するためには，
１．ちから全体がバランスしていること。
２．回転運動を起こさないように，モーメントがバランスしていること
の2点が必要です。

１が満たされないと，どちらかの方向に全体が動きます。
２がみたされないと，重心は動きませんが，その場で回転します。

基礎的な問題なので，上のことを頭において教科書を読み直してください。

お礼

わかりました。もう一度やってみます。ありがとうございました。