力学について教えて下さい

質問

初心者ですので教えて下さい｡
今､片側ヒンジの蓋を考えて降ります｡上下方向の開閉力計算しようとしていますが､計算に自信がありません｡
どなたかご教授願います｡

F
ｗ ↑
△-----------
L

片側がピン支持でｗ[kgf/m]の蓋があります｡
L[m]離れた位置にて蓋を持ち上げる場合､力Fはどれぐらい必要か求めたいです｡
蓋の剛性は十分にあるとします｡

自分で色々考えた結果下記の様な式だと思いますが如何でしょうか?

まず蓋の荷重ｗLがL/2の位置に作用するとして､モーメントの総和から求める｡
FL=ｗL・L/2
F=ｗL/2
よって持ち上げる力は蓋の重量の半分で良い｡

この考え方でよろしいでしょうか？お願いします｡

回答No.2

noname#230359

エネルギーで考える事もできます。
Ｆ（力）kgf×速度v1 m/sec ＝ Ｗ（蓋の荷重）kgf×速度v2 m/sec
動作の時間は同じなので、結局動く移動距離が力に影響します。
Ｆ（力）kgf×移動距離Ｌ m ＝ Ｗ（蓋の荷重）kgf×移動距離Ｌ/2 m
Ｆ･Ｌ ＝ Ｗ/2･Ｌ となり、Ｆ ＝ Ｗ/2 となります。

シーソや天秤も、支点からの距離の比が重量に反比例しますが、
支点からの距離 ＝ 重量が上下に動いた距離と同じなので、
前述の解と同等となります。
楔効果も楔角のtan分動く距離と反比例した力が作用します。
tan5°＝ 0.0875、1/0.0875＝11.4倍の力が出ます。
（摩擦係数は、除外して）
以上の様に覚えておくと、
◆ 梃の原理や釘抜きの原理
◇ 楔効果
が同じ考えで対処できます。

お礼

ありがとうございます｡
他の考え方も理解でき､勉強になりました｡

回答No.1

noname#230359

蓋の重心の位置が真ん中なら
Ｆ・Ｌ＝Ｗ・（Ｌ／２）

で
理論的には
　Ｆ＝Ｗ／２　ですが

安全率とかいろいろ考えると
Ｆ＝Ｗ　で考えたほうが確実です
オーバースペックですが

お礼

ありがとうございます｡
確かに安全率も考えた方がいいですね｡