力のモーメントの向き・見分け方｜時計回りが正・反時計回りが負

この記事の要点

力のモーメントの向きは、着目点を中心として力が回転させる方向（時計回り・反時計回り）で判定し、一般に反時計回りを正・時計回りを負とするか、問題の定義に従う。

向きの符号を統一せずに足し合わせると平衡計算で誤りが生じるため、最初に正負の基準を明確に設定することが重要です。

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力のモーメントの向きがわからない人は、風車（水車）とかプロペラや扇風機の羽を回すことをイメージすると簡単です。

モーメントは任意の回転軸（モーメントの中心）を起点に物体を回転させようとする力です。

このとき、回転軸を中心として扇風機の羽が固定されることをイメージしましょう。

あとは、羽の周りの力の向き（矢印の方向）から、羽がどの方向に回転するか考えるだけです。

力のモーメントの向きがわからないときの見分け方

力のモーメントの向きの見分け方たとえば下図の例では、矢印の向きはは斜め右下側に向いています。この方向に扇風機の羽を回してやると、羽は「時計回りに」動きます。つまり、力のモーメントの向きは時計回りです。

力のモーメントの向きがわからないときの見分け方2

次に下図の例では、矢印の向きが左斜め上側ですから、この向きに扇風機の羽を回すことを考えると、羽は時計回りに回るので、力のモーメントの向きは時計回りです。

力のモーメントの向きがわからないときの見分け方3

以上のように、力のモーメントの向きがわからないときは、扇風機の羽をイメージして、回転軸に対しての矢印の向きから「矢印の向きに羽を動かすと、どの方向に回るのか」考えてみましょう。

さて、力のモーメントの向きは「時計回り、反時計回り」という区別をします。建築の構造力学では、

・力のモーメントが時計回り　⇒　正の値

・力のモーメントが反時計回り　⇒　負の値

とします。時計回りは時計の針が進む方向（時計の針が12から1に向かう方向）、反時計回りは時計回りの逆方向ですが、時計の針が12から11に向かう方向です。

混同しやすい用語

「反時計回り（正）のモーメント」と「時計回り（負）のモーメント」

反時計回りのモーメントを正（＋）、時計回りを負（－）と定義するのが一般的な慣例。

「作用点から見た回転方向」と「支点から見た回転方向」

モーメントの回転方向は力の作用点と基準点（支点）の位置関係で決まる。

同じ力でも基準点が変わるとモーメントの正負が変わる場合がある。

力のモーメントの向きを整理した表を示します。