力の合成

みなさんこんにちは！今回の記事では力が複数はたらいているときに複数の力を１つに合わせるときの「計算方法」を学習していきましょう！あくまで今回学習してもらうのはただの計算方法なので間違いなく作図して計算していけば確実に出来るようになります！一緒にやって行きましょう！

一直線上の力の合成

力の合成とは・・・複数の力を１つの力として合成すること。
例えば以下の図のように, １つの物体に右向きに20Nと30Nの力がはたらいているとしましょう。

この２つの力を合成すると⇒ 30+40=70

よって合成された力(これを合力といいます)は右向きに70Nと計算できます！簡単ですね。

ちなみに, 力はベクトル量という大きさと方向を持つ量です。
なので, 力を解答するときは, どの向きに何Ｎか答えましょう(重要！)。

次は以下の図のように, 逆向きにはたらく力の合力はどうなるでしょうか？

右向きを正(+の値を持つ向き)とすると, 40−30=10
よって合力は右向きに10Nと計算できます！これもまだ簡単ですね。

平面での力の合成

では以下の図のように方向がバラバラの時はどうすれば良いでしょうか…？ここだけ慣れが必要です。

これも30+40=70で70Nでしょうか…？

そうではありません！

正直これは最初にやってしまいがちなミスです…。 力や速度などの方向を持つもの(これをベクトル量といいます)は方向が一直線上ではないときは少し注意が必要です！

ただやり方は簡単です！
流れとしては①作図⇒②三平方の定理で計算です！
(何度もこの計算方法を意識して反復練習し, 慣れていこう！)

①作図
まず始点を合わせた２つの力の矢印で以下の図のように長方形を作り, 始点から対角線を引いていきます。この対角線を書けば, それが合力です！！ここまでで作図はOKです！

②三平方の定理で計算
力の矢印の長さが力の大きさを表すことを思い出して, 以下の図のような流れでやっていきましょう！

まず力の矢印を三角形を作るようにスライドさせます。
直角三角形が出来たら三平方の定理で合力の大きさを求めます。
※ それぞれの矢印の長さがそれぞれの力の大きさに対応している！

最後に, 以下のようにばらついている力の合力を考える場合について。

これも基本は先ほどの作図方法と同じ。このときは平行四辺形を作ろう。

↑のように平行四辺形を作り, 始点から対角線を引いていくだけです！

ということで力の合成でした！速度の合成などベクトル量の合成はみんな同じ計算方法なのでよく復習しておきましょう！

最後まで見ていただき, ありがとうございました！