| 物理 039 |
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●物体が転倒しない条件図13のような形の物体が水平な床に置かれていて,物体には重力と,床からの垂直抗力がはたらいている。この2以外の力がはたらかないとすると,重力の作用線が物体と床の接触面の外側に出てしまっているので,垂直抗力の作用点のまわりの力のモーメントの和は0にならない。そのため,物体は時計回りに回転し転倒する。
倒れる 倒れない 垂直抗力N重心G 抗力 ▲図13転倒する物体と転倒しない物体 一方,図136のように,物体にはたらく重力の作用線が物体と床の接地面内にくるまで床を傾けると,重力と抗力の作用線は一致する。このとき,重力と抗力はつり合いの関係であり,力のモーメントの和は0になるため,物体は転倒しない。 やってみよう 右図のようなやじろべえを作るとき,指で支える棒の長さをどのようにすれば,安定して立つだろうか。計算で求めて実際に作ってみよう。また,おもりの質量や棒の長さを変えたときにどうなるか考えてみよう。 おもり 日常生活 地震などで物が倒れないようにするには 地震などで,本棚が倒れるのは,本棚の重心が本棚と床が接している範囲(接地面)よりも外側に出てしまい,本棚にはたらく力のモーメントの和が0にならないからである。本棚が倒れないためには ②としては,両面テープなどで床面と本棚を接着したり,壁と本棚を鎖などで固定したりする方法がある。 倒れる場合 倒れない場合 ①重心が接地面より外に出ないようにする。 ②力のモーメントの和が0になるようにする。の2つの方法がある。①としては,重い本などを下段に入れて本棚の重心の位置を下げる方法がある。 重心 重心 接地面 接地面 ▲図物体が倒れるときと倒れないときの違い |