建築学生が学ぶ構造力学

  1. HOME > 構造力学の基礎 > 腕の長さとは?1分でわかる意味、モーメントの関係、作用点、向きの関係

腕の長さとは?1分でわかる意味、モーメントの関係、作用点、向きの関係

【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!大好評の用語集と図解集のセット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット(※既に26人にお申込みいただきました!)


腕の長さとは、力のモーメントの算定に必要な距離です。力の作用点から、回転軸までの距離をいいます。モーメントの大きさは、腕の長さに比例します。今回は腕の長さの意味、モーメントとの関係、力の作用点と向きとの関係について説明します。力のモーメントの意味は、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

100円から読める!ネット不要!印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒ いつでもどこでも読める!広告無し!建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

腕の長さとは?

腕の長さとは、力のモーメントの算定に必要な距離です。力の作用点から、回転軸までの距離をいいます。下図をみてください。これが腕の長さです。

腕の長さ

力のモーメントは、下式で計算します。


M=P×L


Mがモーメント、Pが作用力、Lが腕の長さ(力の作用点から回転軸までの距離)です。よって、腕の長さが大きいほどモーメントが大きくなります。


また、力の方向と腕の長さの方向は、必ず直角になります。下図をみてください。ある方向に力が作用します。このとき腕の長さは、回転軸から力の矢印まで垂線を引いたときの距離です。

腕の長さの考え方

下図のように、力の作用点から回転軸の中心まで線を引いても、それは「腕の長さ」では無いですね。

間違った腕の長さ

作用点、力のモーメントの意味は、下記も参考になります。

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

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

腕の長さとモーメントの関係

前述したように、モーメントMと腕の長さLの関係は下記です。


M=P×L


よって、モーメントを大きくするためには、力Pだけでなく腕の長さLの影響が大きいです。力が小さくても、腕の長さを大きくしましょう。逆に、力のモーメントを小さくしたいとき、腕の長さが短くなるよう配慮すればよいです。


構造力学や構造設計の実務では、上式を当たり前に使うので是非覚えてくださいね。下記も参考になります。

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

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

腕の長さと力の作用点、向きの関係

下図の腕の長さと、力のモーメントを計算してください。

腕の長さと力の作用点

棒を斜めに引張っています。腕の長さは、力の作用点から回転軸まで垂線を引っ張ったときの距離でした。上図のように作用力が斜めの場合、逆に考えれば、「力を分解して棒と垂直の関係にすればよい」のです。


下図をみてください。棒に対して斜めの力Pを分解し、Psinαとします。この力は回転軸と垂直の関係です。よって、rが腕の長さですね。力のモーメントは、


M=r×Psinα


です。

腕の長さと斜めの力

まとめ

今回は腕の長さについて説明しました。意味が理解頂けたと思います。腕の長さは、力のモーメントの算定必要な距離です。力の作用点から回転軸までの距離です。ただし、力の方向と回転軸は垂直の関係にあります。下記の記事も併せて勉強しましょうね。

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

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

【割引中】一級建築士対策も◎!大好評のお得な用語集はこちら⇒ 全92頁!収録用語1100以上!建築構造がわかる専門用語集(※既に297人がお申し込みしました!)



▼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

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
建築構造がわかる基礎図解集
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

プロフィール

おすすめ特集

note始めました 建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集

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 > 腕の長さとは?1分でわかる意味、モーメントの関係、作用点、向きの関係
  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