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力の釣り合い条件とは?1分でわかる意味、3つの条件式は?

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力の釣り合い条件とは、物体に力が作用しても物体が静止する(移動も回転もしない)ときの条件です。物体に力が作用しても物体が静止するとき「力がつりあう」といいます。力の釣り合い条件は「ΣH=0、ΣV=0、ΣM=0」の3式からなります。今回は、力の釣り合い条件の意味、3つの条件式について説明します。力のつりあいの意味は下記が参考になります。

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力の釣り合い条件とは?

力の釣り合い条件とは、物体に力が作用しても物体が静止する(移動も回転もしない)ときの条件です。


物体に力が作用しても、物体が静止する(移動も回転もしない)とき「力はつりあっている」といいます。力がつりあう状態では、合力およびモーメントの合計が0になります。


通常、建築物は勝手に移動や回転をしません。つまり、建築物に作用する力はつりあっているといえます。力は目で見えず、静止する建築物から力の存在を確認できませんが、建築物には常に力が作用していることを覚えておきましょう。


力は物体を移動(並進運動)させる作用があり、モーメントは物体を回転(回転運動)させようとします。


力と運動


つまり、物体に作用する「力がつりあう」ということは


・力の合力が0になるから移動しない

・モーメントの合計が0になるから回転しない


ことを意味します。


力の合力、モーメントの意味は下記が参考になります。

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力の釣り合う3つの条件式とは?

力がつりあうためには3つの条件式を満足する必要があります。下式は、物体の任意の点に作用する複数の力がつりあう条件式です。ΣHはx方向(水平方向)に作用する合力、ΣVはy方向(鉛直方向)に作用する合力、ΣMはモーメントの合計を意味します。


力の釣り合う3つの条件式


上式を満足すれば、それぞれの力の大きさ、作用線、方向が一致しなくても、力はつりあいます。また、下図のように斜め方向に作用する力は、それぞれx、y方向の成分の力に分解します。


斜め方向の力

まとめ

今回は、力の釣り合い条件について説明しました。力の釣り合い条件は、物体に力が作用しても、物体が静止する(移動も回転もしない)条件です。ΣH=0、ΣV=0、ΣM=0という3つの条件式を満足する必要があります。力のつりあい、2力のつりあいの詳細は下記が参考になります。

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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

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

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