この記事では、競合勢力とは何か、競合勢力システムとは何かについて説明します。また、競合する力の例、他のタイプの力との違い、および競合する力のシステムの合力を計算する方法についても説明します。
競合する勢力とは何ですか?
競合する力とは、方向が点で交差する 2 つ以上の力です。したがって、その延長線が同じ点で交差するすべての力が、競合する力のシステムを形成します。
したがって、異なる方向から 2 つ以上の力が剛体に加えられるとき、競合する力のシステムが存在すると言います。そして、これらの力はすべて、結果として得られる 1 つの力で置き換えることができます (これを行う方法は以下で説明します)。
さらに、競合する力が同じ平面内にある場合、それらは同時力および同一面内力と呼ばれます。通常、物理学ではこのタイプの力の研究を開始します。これは、同じ平面内にあると、力を定義するのに必要な成分は 2 つだけであるためです。
競合勢力の例
競合する勢力の定義を考慮して、その意味を完全に理解するために、以下にこのタイプの勢力の 2 つの例を示します。
例1
次の例では、作用線が点で交差しているため、2 つの競合する力が見られます。
したがって、力が互いに接触する必要はありませんが、力が同時に存在するためには、その延長部分が交差するだけで十分です。
例 2
ここに 3 つの競合する勢力の別の例を示します。天井から吊り下げられた物体で、その物体を支えるために 3 つの異なる力が加えられます。これは、日常生活で遭遇する可能性のある競合する力の一例です。
それぞれのロープは身体を支える力を発揮し、その方向はすべて一点で一致しているため、力が拮抗するシステムとなります。
競合勢力と非競合勢力
競合する勢力と非競合する勢力の違いは、その方向が同じ点で一致するか否かである。競合する力は常に一致する方向を持ちますが、非競合する力の方向には共通点がありません。
この計画では、非競合部隊はこれらすべての並行部隊であり、この時だけが両部隊が競合しないことになる。
さらに、競合する力は、生成できる運動の種類によっても非競合的な力と区別されます。競合する力は並進運動 (物体が一方向に動く) を引き起こしますが、非競合的な力は並進運動と回転運動 (物体が回転します) を引き起こす可能性があります。
競合勢力のシステム
競合する力システム内で作用するすべての力は、合力と呼ばれる単一の力で置き換えることができます。このようにして、力のシステムを単純化し、すべての力を適用したときにボディがどこに移動するかを明確に確認できます。
2 つの競合する力のシステムがある場合、合力を計算するには、平行四辺形法(または平行四辺形の法則) を使用する必要があります。このメソッドは次のもので構成されます。
- まず、一方の力の端にもう一方の力と平行な線を描きます。
- 他の力でも前のステップを繰り返します。
- 結果として生じる力は、力の共通の原点から 2 本の平行線の交点まで向かう、平行四辺形の対角線です。
3 つ以上の競合する力を含むシステムがある場合、結果として生じる力を見つけるためにポリゴン法が使用されます。ポリゴン法の手順は次のとおりです。
- 一方の力の始点が他方の力の終点と一致するように、各力を他の力の後に配置します。力を入れる順序は関係ありません。
- 結果として得られる力は、最初の力の始まりと最後の力の終わりを結合することによって得られる力です。
実際には、競合する力のシステムの合力を見つけることは、すべての力を合計するようなものです。
競合する勢力に関する演習を解決しました
最後に、競合する力の概念の同化を完了するための演習を提案します。下のドロップダウン メニューをクリックすると、演習の解決策が表示されます。
- 以下の競合する力のシステムから生じる力をグラフで求めます。
システムは 4 つの競合する力からなるシステムであるため、システムの結果として生じる力を決定するには、ポリゴン法を使用する必要があります。したがって、この方法を適用すると、すべての力 (赤色で表示) を置き換える力が得られます。
