▷ 共面力とは何ですか? (例)

この記事では、共面力とは何かについて説明し、共面力の例も示します。また、同一平面上にある力と非同一平面上にある力の違いや、2 つの力が同一平面上にあり同時に競合する場合の違いもわかります。

共面力とは何ですか?

共面力とは、同じ平面内で作用する力です。つまり、2 つ以上の力が同じ平面内に含まれる場合、同一平面上にあります。

したがって、共面力は 2 成分ベクトルを使用して数学的に定義できます。通常、物理学の勉強を始めるときは、二次元の力を扱う方が簡単であるため、通常は同一面内の力の演習から始めます。

このタイプの力の問題に関連する概念は、平衡条件の概念です。なぜなら、これらの条件から未知のものが生じ、未知の力が見つかるからです。次のリンクにある、このトピックに関する解決済みの演習を使用して練習することができます。

同一面内力の定義を考慮して、このタイプの力の例を見てみましょう。

たとえば、物体を地面に押し付けるとき、それに作用する一連の力は同一平面上にあります。

物体には 2 つの垂直方向の力が作用します。地球の重力による重力と、重力に対抗する垂直抗力です。一方、水平方向の力は 1 つだけ働き、これは物体を動かそうとする力です。

したがって、システムのすべての力は単一の平面 (スクリーンの平面) で定義できるため、これらは 3 つの同一平面上の力になります。

共面力を特定するためのヒントは、すべての力が画面 (または紙) 内に含まれており、画面から外側または内側に向かう力がない場合、それらは共面力であるということです。

同一平面上にある力のシステムはどれも単純化でき、すべての力を結果として生じる力に置き換えることができることに注意してください。ここをクリックすると、これがどのように行われるかを確認できます。

共面力と非共面力の違いは、共面力は同じ面で作用するのに対し、非共面力は異なる面で作用することです。

したがって、共面力を定義するには 2 つの座標のみを含むベクトルが必要ですが、非共面力を表現するには 3 つの座標を含むベクトルが必要です。空間内では非共面力が定義されるためです。

物理学を教え始めるときは、3 つの次元すべてで難易度が大幅に上がるため、通常は同一面内力に関する問題のみを扱います。したがって、始めたばかりの場合、遭遇する問題には必ず共面力が関係することになります。

2 つの力が同じ平面内で作用し、さらにその作用線が点で交差する場合、2 つの力は同一平面上にあり、同時に発生します。

共面力と同時力を識別する 1 つの方法は、それらが同じ平面上にあり、平行ではないことを確認することです。 2 つ以上のベクトル力が同じ平面に属していて平行でない場合、これはそれらの延長線が平面上の点で交差することを意味します。したがって、それらは同一平面上にあり、競合する力です。

このタイプの力の例を見るには、ここをクリックしてください: