Physics
高中

力のモーメントについて、力の大きさと距離の積によってつりあいがわかるのはなぜですか?

解答

モーメントは物を回転させるときに必要な力のこと、と定義しているはず。モーメントが大きい時は物を回転させるのにたくさんの力が必要になるので回しにくくなるといえる。物を回すのはある意味円運動。円運動は中心から等距離にある場所での運動だから、物の回しにくさには回転の中心からの距離が必要ではないか?と考えたのである。
それで実験してみると、力が大きければ大きいほどモーメントが大きくなり、距離が長いほどモーメントも大きくなるので、モーメントは距離と力が互いに比例し合っていると考えられる。
モーメントは距離に比例するのでM=kl
モーメントは力に比例するのでM=k'F
だから、M=lFと書ける。

厳密には外積とか角運動量とか色々やるけど、高校の物理は実験であれこれ考えるからこれで十分。

留言

つり合いがわかるのは場合によりけり。支点から力点まで(腕ともいう)の距離と力の大きさのうち腕に垂直な成分をかけ合わせると、ものの回転にかかる力、力のモーメントがわかる。

まこと

それがなぜかをお聞きしたいのです^ ^

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