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分力とは？1分でわかる意味、考え方と角度、計算、60度、斜面との関係

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分力（ぶんりょく）とは、１つの力を２つ以上に分解した力です。逆に２つ以上の力を、１つに合成した力を「合力（ごうりょく）」といいます。今回は分力の意味、考え方と角度、計算、60度の分力、斜面と分力の関係について説明します。分力の求め方は、下記も参考になります。

力の分解その計算方法

力の合成の方法、合力の意味は下記が参考になります。

力の合成とその計算方法

合力とは？1分でわかる意味、読み方、求め方、角度との関係

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分力とは？

分力（ぶんりょく）とは、１つの力を２つ以上に分解した力です。下図をみてください。これが分力です。

綱引きを例にします。下図のように、片側は１人が60kgの力で引張って、反対側は２人は30kgづつの力で引張ります。このとき綱は、どちら側にも動かず均衡を保ちます。これを計算式で表すと

60kg＝30kg +30kg

です。

これは、1つの力60kgを分解した結果が、分力30kgともいえます。また、見方を変えれば2つの力30kgを合成すると１つの力60kgです。

１つ以上の力を２つ以上の力に分解することを「力の分解」といいます。下記が参考になります。

力の分解その計算方法

一方、２つ以上の力を１つの力に合成することを「力の合成」といいます。さらに、合成された力を「合力」といいます。力の合成、合力の詳細は下記が参考になります。

力の合成とその計算方法

合力とは？1分でわかる意味、読み方、求め方、角度との関係

分力の考え方と角度

角度のついた力の分力は、下記のように求めます。角度のついた力（斜め方向の力）は、水平方向と鉛直方向に分解します。

分力は下記の通りです。

水平方向の分力＝P2+P1cos(θ)

鉛直方向の分力＝P1sin(θ)

上記のように、分力は三角関数より鉛直成分と水平成分に分解します。合力を求める時は、上記と逆の操作を行います。合力の求め方、力の合成は下記が参考になります。

合力とは？1分でわかる意味、読み方、求め方、角度との関係

力の合成とその計算方法

分力の計算

下図の力を、水平・鉛直方向の分力に分解しましょう。力のなす角度は30度とします。

力のベクトル（角度）が分かっているので、三角比を計算すれば簡単に分解できますね。角度が30度なので三角比は、

鉛直成分＝高さ÷斜辺＝1÷2

水平成分＝底辺÷斜辺＝√3÷2

です。よって分力は

鉛直方向の分力＝P/2

水平方向の分力＝√3P/2

です。

角度が60度の分力

下図の力の鉛直成分と水平成分の分力を求めましょう。

三角関数を思い出してください。各成分は三角比より

鉛直成分＝高さ÷斜辺＝√3÷2

水平成分＝底辺÷斜辺＝1÷2

です。よって分力は、

鉛直方向の分力＝√3P/2

水平方向の分力＝P/2

です。

分力と斜面の関係

下図のように斜面にある物の重量の分力を求めましょう。

物の重量は、重力の作用により鉛直向きに作用します。一方で、斜面の角度だけ分力は

斜面に平行な成分

斜面に垂直な成分

に分解されます。下図をみてください。角度30度の斜面に物がのっています。重量は鉛直方向に作用します。分力を求めましょう。

斜面に平行な成分、斜面に垂直な成分を求めます。このとき、各力のなす角度がどうなるか考えましょう。

斜面の角度が分かっているので、物の重量と分力が成す角度は下図の通りです。

よって分力は下記となります。

斜面に平行な分力＝200×1/2＝100g

斜面に垂直な分力＝200×√3/2＝173g

まとめ

今回は分力について説明しました。意味が理解頂けたと思います。分力は、１つの力を２つ以上に分解した力です。物理や工学では、斜めの力を水平成分と鉛直成分に分解することも多いです。また斜面の力の分解も理解しましょう。合力、力の合成も併せて勉強しましょうね。

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力の合成とその計算方法

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• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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