質問: 物理が得意な方に質問です。
回答: これは、力のつり合いと力のモーメントを見る問題です 図に書いてある状態で静止しているということは、力とモーメントがつり合っている事を示すので、必ず力のつり合い等を確認するようにしましょう また、もし仮に加速や減速が生じているのであれば、加速なら移動方向に、減速なら移動方向とは逆向きに力がかかっていることになります(エンジンの力で車が加速するように) よって、もし加速も減速もせず、等速で動いている場合も、力がつり合っている事になります それを踏まえてみていきましょう まず前提として、重さ60Nは、一様な棒の場合、中心にある重心に作用します よって、長さLの棒なら、端からL/2の位置に60Nかかることになります (1)まず、力のつり合いをみましょう 上向きに張力T1とT2が作用し、重力は下向きに作用します よって、 T1+T2=60[N] となります 力のモーメントをみましょう 力のモーメントは、作用している力の延長線と回転中心を垂直に交わるように結んだ時、その力Fと回転中心から交わった点までの距離rを用いて、M=r×Fと表します 例えば左端を中心にして力のモーメントを見てみると、 張力T2による反時計回りに回転させるモーメントM2は、 M2=0.8×sin60°×T2=0.4T2√3[Nm] 同様に重力による時計回りに回転させるモーメントMgは、 Mg=0.8×0.5×sin60°×60=12√3[Nm] よって、つり合いは 0.4T2√3=12√3 T2=30[N] 力のつり合い、T1+T2=60[N]より、 T1=30[N] と導けます ちなみに(1)は、実は計算するまでもない問題です 重心が棒の中心にあり、そこから左右に等間隔の位置に糸による張力が作用しています すなわち、力のモーメントは、距離と力に比例しますが、距離が同じなので、力も同じでなければならないので、30[N]だとすぐに求まります 同様にして、残りの問題も解けますが、どうしても分からない場合は返信してくだされば答えます とりあえず自力で頑張ってみてください