建築学生が学ぶ構造力学

  1. HOME > 構造力学の基礎 > 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

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

7/1最新版入荷!一級建築士対策も◎!290名以上の方に大好評の用語集はこちら⇒ 全92頁!収録用語1100以上!建築構造がわかる専門用語集


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?1分でわかる意味、作用反作用、角度、問題と計算、張力との関係

作用力とは?1分でわかる意味、反作用力、力のつりあい、計算方法

公式LINEで構造力学の悩み解説しませんか?⇒ 1級建築士の構造・構造力学の学習に役立つ情報を配信。構造に関する質問も受付中

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?1分でわかる意味、作用反作用、角度、問題と計算、張力との関係


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?1分でわかる意味、反作用力、力のつりあい、計算方法

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。

力のモーメントってなに?本当にわかるモーメントの意味と計算方法

偶力の基礎知識と、モーメントの関係

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?1分でわかる意味、反作用力、力のつりあい、計算方法


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力のつり合いとは?1分でわかる意味、角度と作図、張力の計算と問題

まとめ

今回は2力のつり合いについて説明しました。意味が理解頂けたと思います。2力のつり合いは、2つの力がつり合うことです。綱引きをイメージすると理解しやすいです。2力のつり合いの条件を必ず覚えましょう。3力のつり合い、力のつり合いの詳細など下記も勉強しましょう。

3力のつり合いとは?1分でわかる意味、角度と作図、張力の計算と問題

力のつり合いとは?1分でわかる意味、作用反作用、角度、問題と計算、張力との関係

【新発売】図解で効率的にお得に1級建築士対策しませんか?⇒ 全470語を図解で解説!建築構造がわかる基礎「図解集」



▼こちらも人気の記事です▼

▼人気の記事ベスト3▼

▼用語の意味知らなくて大丈夫?▼

建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集

▼同じカテゴリの記事一覧▼

▼カテゴリ一覧▼

▼他の勉強がしたい方はこちら▼

建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集

この用語、図でイメージできる?

建築構造がわかる基礎図解集

あなたは数学が苦手ですか?

わかる!実務で使う数学知識の基礎講座

公式LINEで構造の悩み解説しませんか?

1級建築士の構造・構造力学の学習に役立つ情報を発信中。構造に関する質問回答もしています。

友だち追加

【フォロー求む!】Pinterestで図解をまとめました

図解で構造を勉強しませんか?⇒ 当サイトのPinterestアカウントはこちら

限定メールマガジン

わかる2級建築士の計算問題解説書!

あなたがなぜ、1級建築士【構造】の計算問題が苦手か知っていますか?

1級建築士の構造
pdf版の学習記事

更新情報

プロフィール

建築の本、紹介します。▼

すぐにわかる構造力学の本

人気の記事ベスト3

同じカテゴリの記事一覧

Topへ >>

  1. HOME > 構造力学の基礎 > 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
  2. 広告掲載
  3. 限定メルマガ
  4. わかる建築構造の用語集
  5. 1頁10円!PDF版の学習記事