力学

【演習】力のモーメント

物理【力学】第5講『力のモーメント』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

力のモーメント質点の運動は,はたらく力の向きと大きさで運動が決まりました。力が大きいほど加速度が大きくなるという具合です。では,回転運動はどうでしょう?...
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問題

[Level.1]
図1の(a)〜(c)において,点Oのまわりの力のモーメントはそれぞれ何N・mか。 時計まわりか反時計まわりかも含めて答えよ。

[Level.2]
図2のように,剛体の点PにF[N]の力がはたらいている。 点Oのまわりの力のモーメントが,「OP間の長さ×力のOPに垂直な成分」で求められることを示せ。

[Level.3]
図3の(a)〜(c)において,点Oのまわりの力のモーメントはそれぞれ何N・mか。 時計まわりか反時計まわりかも含めて答えよ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
(a)4.0N・m  (b)20N・m  (c)0N・m

[Level.2]
Fの向きとOP方向のなす角をθとすると,
力のモーメント=力×うでの長さ=F×lsinθ
一方,OPの長さ×力のOPに垂直な成分=l×Fsinθ
となって,一致する。

[Level.3]
(a)3.5N・m  (b)0N・m  (c)10N・m

(※ 解説は現在準備中。)