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2力のつり合いとは？1分でわかる意味、条件、作用反作用、角度、日常の関係

この記事の要点

2力のつり合いとは、2つの力の合力がゼロになる状態のこと。

つり合いの条件は「①大きさが等しい ②向きが逆（180°逆方向） ③同一直線上にある」の3条件を同時に満たすこと。

綱引きで双方が同じ力で引くと綱が動かないのが典型例。

作用反作用の法則はつり合いとよく混同されるが、作用反作用は異なる物体間の力であり、つり合いとは概念が異なる。

この記事では、2力のつり合いとは何か、つり合いの3条件はどうなのか、作用反作用とどう違うのかを整理します。

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2力のつり合いとは、2つの力の合力がゼロになり物体が静止する状態のことです。

タップできる目次

2力のつり合いとは？

2力のつり合いの条件

日常にある2力のつり合いと作用反作用の関係

2力のつり合いと角度の関係

まとめ

2力のつり合いとは、２つの力がつり合うことです。

力のつり合いは、２つ以上の力の合力が0になることです。

力がつり合うとき、物は移動せず静止します。

綱引きをイメージしてください。

綱引きは反対方向に綱を引張ります。

同じ力を使って綱を引張ると、綱は動かず静止します。

力のつり合い、作用反作用の意味は下記も参考になります。

力のつり合いとは？問題の解き方と作用反作用・角度計算の基本

作用力とは？意味・反作用力との関係と力のつり合いの計算方法（ニュートンの第3法則）

2力の読み方は下記をご覧下さい。

2力（にりょく・にりき）の読み方と意味｜分力・合力との関係

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2力のつり合いとは？

2力のつり合いとは、２つの力がつり合うことです。下図をみてください。これが2力のつり合いです。

図1　力のつり合い

物体に、左側と右側から力が作用しています。力の大きさは10kNとします。力は反対向きに作用しているので、２つの力の合力は

10kN－10kN=0

です。複数の力の合力が0（ぜろ）になるとき力はつり合います。また力がつり合うとき、物体は移動せず静止します。※力のつり合いの詳細は下記が参考になります。

力のつり合いとは？問題の解き方と作用反作用・角度計算の基本

仮に右側に作用する力が20kNになると、力はつり合わず右側に移動します。

図2　2力のつり合いと移動

2力のつり合いは、綱引きをイメージすると良いでしょう。綱引きでは、左右から綱を引張ります。

図　2力のつり合いと綱引き

左右から綱を引張る力が同じであれば、綱は静止します。2力がつり合っている状態です。ところが左右どちらかの力が強ければ、そちらの方向に綱は移動します。

身近な例でいうと、我々の身の回りの物は、ほとんどが静止しています。これは物体の重力が、床などから作用する反作用力とつり合うからです。作用反作用の詳細は、下記が参考になります。

作用力とは？意味・反作用力との関係と力のつり合いの計算方法（ニュートンの第3法則）

2力のつり合いの条件

2力のつり合いの条件を下記に示します。

・2つの力の大きさは等しい

・2つの力の向きは反対である

・2つの力は同一直線上にある。(作用線が一致する)

２つの力は同一線上に無いとつり合いません。同一線上にない２つの力を下図に示します。

図3　2力のつり合いと同一線上

２つの等しく反対向きの力が同一線上に無いとき、物には「モーメント」が作用し回転します。この力を偶力ともいいます。力のモーメント、偶力の詳細は下記が参考になります。

力のモーメントとは？意味・計算方法と建築構造への応用

偶力（ぐうりょく）とは？意味・モーメントの公式・求め方をわかりやすく解説

日常にある2力のつり合いと作用反作用の関係

私たちの日常には、2力のつり合いが溢れています。例えば机や椅子です。机や椅子には、普段から「重力」が作用しています。重力に対して、机が勝手に移動することはなく静止しています。

図2　力のつり合いと机

これは机に作用する重力と等しい力で、床から反対向きの力が作用するからです。これを作用反作用の法則ともいいます。作用反作用の詳細は下記が参考になります。

作用力とは？意味・反作用力との関係と力のつり合いの計算方法（ニュートンの第3法則）

机や椅子だけでなく、日常の周りにある物は、ほとんどが静止しています。作用反作用により、2力がつり合っています。

2力のつり合いと角度の関係

下図のように、2力に角度がつくとどうでしょうか。これはつり合いません。斜め方向の力を鉛直と水平方向の成分に分解します。

図5　2力のつり合いと角度

すると、右側の水平成分の力は、左側の力より小さいことがわかります。また、右側には上向きの力も作用します。左側には水平方向にのみ力が作用するので、つり合うことはないです。

ただし、斜め方向の力をもう１つ加えると、力がつり合うかもしれません。３つの力のつり合いを、３力のつり合いといいます。詳細は下記が参考になります。

3力のつり合い角度作図張力計算ラミー

混同しやすい用語

2力のつり合い（にりきのつりあい）

同一物体に作用する2つの力の合力がゼロになり、物体が静止する状態。

大きさ同一・向き逆・同一直線上の3条件が必要。

作用・反作用の法則

2つの異なる物体間で力を及ぼし合うとき、互いに大きさが等しく向きが逆の力が生じる法則。

つり合いと混同しやすいが、作用・反作用は「別々の物体」に働く力であり、同一物体の「つり合い」とは異なる。

試験での問われ方｜管理人の一言

「2力のつり合い」と「作用反作用」は建築士試験でもよく出る混同しやすいテーマです。

「つり合い＝同じ物体に作用する複数の力の合力がゼロ」「作用反作用＝異なる物体間で働く力のペア」という区別を明確にしてください。

試験ではつり合いの3条件（大きさ・向き・同一直線）を正しく記述できるようにしておきましょう。

2力のつり合いを整理した表を示します。

項目	内容	備考
つり合いの3条件	大きさが等しい・向きが反対・同一直線上	3つすべてを満たすこと
つり合いと作用反作用の違い	つり合いは同一物体、作用反作用は別物体	試験で混同しやすい重要区別
具体例	綱引きで両者が同じ力を出している状態	合力ゼロで綱が静止する