| 物理 031 |
|---|
|
ゃってみよう
実験1で,図cやdc結果についても,同に計算して確かめてみよう。 にやってみよう 2人が1つのバットの両端をつかんで、互いに反対向きに回転させる·バットの先の部分(後の太い部分)を回す人が抑つか、パットの露りの部分(径の細い部分)を回す人が勝っか、予想してやってみよう。 さらに、ばねばかりは船直上向きに棒を引いているのでの力による時計まわりの力のモーメントは, 0.28 kg × 9.8 m/s' × 0.11 m 0.257 N.m となる。棒が回転しないとき、力のモーメントはつり合っているが、力のモーメントを考える点は、どこを中心にしても成立していそうである。 図0,①の実験の結果から、棒が静止しているとき,それぞれの力がどこにはたらいているかには関係なく上向きの力の和=下向きの力の和 であることがわかる。 また,棒が回転しないということは、任意の点のまわりで反時計まわりのカのモーメントの和 =時計まわりのカのモーメントの和 が成立していることがわかる。 次に,これを論理的に考えてみよう。(1)式を変形し、反時計まわりを正、時計まわりを負になるように式を整理するとFL,-RLamo を得ることができる。 3式では、Fムは大きさFの力による点0のまわりのカ Fムは大きさ広の力による点0のまわり のカのモーメントであり、これらの和が0であることを示している。このように、開体にはたらくカのモーメントの和が0であるとき、副体は回転しない。 一般に,ある点のまわりの力のモーメントの和が0であれば開体は回転しない。また,力のモーメントの和が正なら,開体は力のモーメントの正の向き(反時計まわり)に,力のモーメントの和が負なら,開体は力のモーメントの負の向き(時計まわり)に回転する。 1図のように, 0.10 kgのボールを水平に持ったとき、ボールが計関節0のまわりに与えるカのモーメントを求めよ。また,これを支えるのに必要なカFの大きさを求めよ。重力加速度の大きさを9.8m/sとする。 |