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力の平行四辺形とは?1分でわかる意味、書き方、合力、分解、計算、力の3要素

力の平行四辺形とは、2つ以上の力で描ける平行四辺形のことで、その対角線が合力となります。合力は、力の平行四辺形を用いて算定します。今回は力の平行四辺形の意味、書き方、合力と分解の計算方法、力の3要素の関係について説明します。


合力、分力の計算、力の3要素の意味は、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

力の分解その計算方法

力の3要素とは?1分でわかる意味、力の大きさ、作用点、方向

力の平行四辺形とは?

力の平行四辺形とは、2つ以上の力で描ける平行四辺形です。なお、力を描くとき「力の3要素」を考慮して描きます。力の三要素の意味は、下記が参考になります。

力の3要素とは?1分でわかる意味、力の大きさ、作用点、方向


下図をみてください。これが力の平行四辺形です。

力の平行四辺形

力の平行四辺形の対角線は、2つの力の合力となります。合力の意味は、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

力の平行四辺形と、力の3要素

力の3要素とは、


力の大きさ

力の方向

力の作用点


を表します。上記が力の性質です。力の3要素を考慮して描いた平行四辺形(力の平行四辺形)は、対角線が合力となります。力の3要素、合力の意味は、下記が参考になります。

力の3要素とは?1分でわかる意味、力の大きさ、作用点、方向

合力とは?1分でわかる意味、読み方、求め方、角度との関係

力の平行四辺形の書き方

力の平行四辺形は、2つの力が「平行四辺形」になるよう描けばよいです。下図を見てください。2つの力があります。力Aの矢印を力Bの矢印まで、平行移動します。

力の平行四辺形の書き方

次に力Bの矢印を、力Aの矢印まで平行移動させます。これで力の平行四辺形が完成しました。

力の平行四辺形が完成

力の平行四辺形と合力、分解と分力の計算方法

力の平行四辺形を描けば、合力を計算できます。下図をみてください。P1、P2の力を使って力の平行四辺形を描きました。このとき、合力は下式で計算します。

力の合力

合力の角度は、下式で求めます。合力(平行四辺形の対角線)と三角形の底辺の関係から計算します。

角度

角度2

合力の求め方、力の合成は下記も参考になります。

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


逆に力の平行四辺形を用いて合力を分解し、分力を算定することも可能です。下図をみてください。今回はP3が既知です。難しく考える必要なく、P3が対角線となる平行四辺形を求めれば良いです。

P3が既知であることを利用して、P1とP2の関係式を造ります。三角関数を思い出してくださいね。分力は下式で計算できます。

力の分解と分力の求め方は、下記も参考になります。

力の分解その計算方法

まとめ

今回は力の平行四辺形について説明しました。意味が理解頂けたと思います。力の平行四辺形は、2つ以上の力で描ける平行四辺形です。まずは力の3要素の意味を理解しましょう。力の合成、合力の求め方を覚えたら、分力と分解の計算も理解してください。下記の記事も参考になります。

合力とは?1分でわかる意味、読み方、求め方、角度との関係

力の分解その計算方法


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