力のつりあい�D（力のつりあいの問題演習）

１．力のつりあい

注意：作用反作用と力のつりあいをゴチャゴチャにしないこと。 そのためには，１つの図に着目物体は１つと決めることです。 作用反作用は「AがBを」と「BがAを」ですので，力の働く物体がちがうので、１つの図の中には存在しません。 力のつりあいは１つの物体に働く力に注目しているので、すべて　〜が「その物体」を　という力になっているはずで、 １つの図の中にある力になります。

２．力のつりあいの練習問題

では次の問題で練習してみましょう。

まずは、（１）すべての力を図示します。

ここで、Nは垂直効力（Normal＝垂直な）、fは摩擦力（friction＝摩擦）を表しています （式に「摩擦力」とか「垂直抗力」と書くのは煩わしいので、こうやって記号にします。はじめはここが難しいかな）。 次に軸を次のように設定し、この軸にmgは斜めですので分解します。

ちなみに軸はこの向きでなくてもいっこうに構いません。上下左右にとってもいいし、他でもいいです。 ただ、分解するべき力が少ない方が計算が楽になります。
あとは力のつりあいの式をたてます。
　x軸：mgsinθ−ｆ＝0
　y軸：N−mgcosθ＝0
これより、
　∴N＝mgcosθ、ｆ＝mgsinθ　と求まります。

以上のように計算していけばOK。（授業ではもう一問「おもりを2つのひもでつるす」問題を解きました。）

３．いろいろな力−その１．張力とばねの弾性力

ここまで説明すれば、あとはいろいろな力を知れば計算ができます。 まずは、糸の張力とばねの弾性力。張力はテニス部ならわかると思いますが、Tension（テンション）といいます。

参考：張力も弾性力も、次にやる垂直抗力も、物体の変形によって分子間力で元の状態に戻そうとする力です。 弾性力は弾性限界の中で近似的に成り立つ式です。

ばねの力が伸びに比例することは知っていたと思います。このときの比例定数をばね定数と呼びます。 単位が[N/m]ということは、「1m伸ばしたときに、何[N]の力になるか」ということを意味しますので、 ばね定数が大きいと固いばねだということです。

それでは次回は、ばねの問題を解いて、摩擦力に入っていきます。

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