この記事では、バランス力とは何か、またその計算方法について説明します。さらに、バランスを保つ筋力トレーニングを解決して練習することもできます。
バランス力とは何ですか？
平衡力は、システム内のすべての力の影響を打ち消す力です。つまり、平衡力は、力のシステムの平衡を保つことができる力です。
したがって、システムのバランス力は、合力と同じ大きさ、方向、および反対方向になります。
さらに、平衡力によってシステム内のすべての力の合計がゼロになり、システムは平衡状態になります。
たとえば、垂直抗力は重量の力のバランスを取る力です。これは、垂直抗力によってその影響が中和され、物体が地面で自分自身を支えることができるからです。
バランス力の計算方法
システムにかかる平衡力を計算するには、まずシステムにかかる力を求め、次にその成分を打ち消す必要があります。
平衡力は合力の反対であるため、平衡力を導出するプロセスは単に合力を決定し、その座標の符号を変更するだけです。
したがって、システムのバランス力を見つけるには、合力がどのように計算されるかを理解することが不可欠です。そうでない場合は、次の説明が表示されます。
たとえば、システムの結果として生じる力が次の場合、
、バランス力の計算は次のようになります。
解決済みのバランス強化エクササイズ
演習 1
次の 3 つの力の平衡力を計算します。
3 つの力はすべて同じ方向を持っているため、結果として生じる力の方向はこれらの力で同じになります。
この演習では、方向と方向が同じ 2 つの力があるため、それらを直接加算できます。一方、同じ方向で方向が異なる別の力があるため、この力は結果として生じる力から強度を減算します。
さらに、右方向の力の合計の値は左方向の力の値より大きいため、結果として生じる力は右方向になる必要があります。
したがって、バランス力は合力と逆になるので、バランス力は同じ方向で左向きの値 5 N の力になります。
演習 2
次の 2 つの力によって形成されるシステムの平衡力を決定します。
- 水平軸に対して 45°の傾きで 10 N の力。
- 水平軸に対して 60°の傾きで 7 N の力。
問題文は、力には異なる方向があることが示されているため、結果として生じる力を見つけるには、まずサインとコサインの公式を使用して力をベクトル的に分解する必要があります。
そして、同じ軸に対応する力の成分を追加します。
したがって、結果として生じる力は次のようになります。
したがって、平衡力は次のようになります。
演習 3
次の力系の平衡力を求めます。
グラフ内のすべてのベクトル力の結果の力を取得するには、ポリゴン法を適用する必要があります。
したがって、結果として生じる力には次の成分があります。
したがって、平衡力は、同じ成分を持ち、符号が変更されたこの力になります。
