高校物理

質問

高校物理を東進ブックスのはじめからていねい力学編をやって内容は理解して物理のエッセンス力学、波動のやつをやっているのですがモーメントとかはじていでやってない分野に関してはホントチンプンカンプン何ですがどうやって理解すればいいですか？

回答No.3

SKJAXN

高校物理では、モーメントというと釣り合いしか出題されないと思っていますが、正しいでしょうか？
正しいという前提で記述させていただくと、よく N=r*F とか T=r*F という式を見かけませんでしょうか？
rは物体の重心や指定された位置から物体へ作用する力Fの位置までの距離、そしてNやTが「力のモーメント」です。
　まず力のモーメントの向きですが、フレミングの左手の法則の要領で、左手の中指、薬指、親指を出してみて下さい。そして中指を「重心や指定された位置から物体へ作用する力Fの位置への向き」、薬指を「力の向き」に向けて下さい。このときの親指の向きが、「力のモーメント」の向きです。
　さらに大きさですが、中指と薬指の成す角度が90°でないケースが多々あります。このケースでは、力のモーメントは「重心や指定された位置から物体へ作用する力Fの位置への向き」に対する法線成分のみ有効となりますので、中指と薬指の成す角度がθである場合、N=r*F*sin[θ] となります。
　モーメントが釣り合うためには、まず、物体に対して複数の力が作用している必要があります（１種類の力だけですと物体が回転してしまい、大学物理の範囲に至ってしまうため）。そして、各力に対して上記の要領で力のモーメントの向きと大きさを求めてみて下さい。そして、各力のモーメントの向きが一方向ではなく±で分散されており、大きさを合成した結果が0になれば、「モーメントの釣り合い」が成立します。
　ちなみに、大きさを合成した結果が0にならない場合、やはり物体が回転してしまうため、大学物理の範囲に至ってしまいます。

回答No.2

shintaro-2

別の見方をすると、質量の代わりです。

運動エネルギーはわかりますよね

E=mv^2/2　です。

では、コマやはずみ車のように、場所は動かないけど回転しているものにエネルギーは無いのかというと、運動エネルギーを持っているわけで、

E=Iω＾２/2　です。　I：慣性モーメント　ω：角速度（∝回転速度）

回転している物体について
物体を質点に集中したものではなく、部分要素が動いているものとして考え、それぞれの運動エネルギーを足し合わせたものがIとωとで表現されます。

回答No.1

noname#188037

モーメントとは、すごく大ざっぱに言うと、回転運動をする(させる)時に必要な力のことです。
具体的な例を言うと、細長い棒の一端を固定し、棒のどこかを押して動かすのにどれだけの力が必要か、、といったことを考えるときに使われます。

ごく簡単な例題だとシーソーのバランスをとる話しだったりします。
これの応用で、
　・ボルトをレンチで回すときに必要な力はいくらか?
　・垂直に立てた棒をねじるのに必要な力はいくらか?
　・垂直に立てた極太の鉄棒(円柱)を回すのに必要な力は?
　　　→モーターや回転式発電機、円盤の回し易さ等
、、とだんだん高度な話しになっていきます。

　以上を踏まえて、次のサイトをごらん下さい。
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/3-2-0-0/3-2-3-1tikaranomo-mennto.html
http://www.crane-club.com/study/dynamics/moment.html

　大学でもさんざん悩まされる奥の深い話ですね。