2024/01/16 質問対応　力のモーメント

なめらかで鉛直な壁に立て掛けた棒に働く力の釣り合いを考える問題について。(床は水平)
【出典:名門の森 力学 4】

質問)
なぜ床からの垂直抗力に関しては、力の釣り合いだけで考えることができるのに、床からの摩擦力の大きさに関しては、力の釣り合いだけでなく、力のモーメントの釣り合いに関しても考えなければならないのか。

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回答)
鉛直方向に働く力は、重力と垂直抗力の2種類のみであり、これらは釣り合っている。重力の大きさが一意に決まるので、垂直抗力の大きさも一意に決まる。
一方で、床からの摩擦力の大きさについては、その大きさが一意には決まらない。ゆえに、それと釣り合う壁からの垂直力の大きさも一意には決まらない。
故に、重力と床からの垂直力による偶力のモーメントと、摩擦力と壁からの垂直抗力による偶力のモーメントの釣り合いに関しても考えないといけない。