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力学でベクトルの引き算が用いれるのは?
noname#221368の回答
![noname#221368](https://gazo.okwave.jp/okwave/images/contents/av_nophoto_60_2.gif)
一般的な答えを言うと、ベクトルの引き算も、 A-B=A+(-B) と足し算で解釈できるので、ベクトルの引き算も合力を取っただけ、となります。同じ力Fを、Bと表すか、-Bと表すかは人間の勝手ですから。 でも、引き算に物理的意味を伴わせる場合も、ない訳ではありません。ただしこの場合も「伴わせる」ですから、それは解釈の問題だと言われれば、それまでです。 自分の経験範囲内では、施工ステップ解析がそうです。山にトンネルを掘った時などに、トンネル坑道にどんな具合に力が加わり、落盤しないか?などを確かめるために、施工ステップ解析を行います(典型的な力学問題ですよね?)。 一番単純なモデル化では、トンネル坑道に加わる力は、地山の自重以外にないので、坑道を掘った後の山体形状を出来れば3次元的にモデル化し、有限要素法などで自重解析を行えば良いように思えますが、それでは駄目です。 何故なら地山の自重は、トンネル掘削以前から地山自体の全体に作用しているからです。そこにトンネルを「掘る」という事は、地山にしてみれば、突然トンネル部分の「支えを失う」のと等しい事なります。 この状況を近似的に再現するために、トンネルを掘る前の山体形状で自重解析を行い、トンネル坑道面で、その部分が地山を支える力を、あらかじめ計算しておきます。 次にトンネル坑道のボリュームを、実際に地山モデルから除去し、トンネル坑道面が支えていたのと「逆向きの力」を、トンネル坑道面に外部荷重として与え、「突然支えを失ったのと同等」な状況とみなして、その計算結果から確認を行います。 破壊力学においても、亀裂進展の進展面において、同様な考えが使われます。
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