質問: 高校物理 高校物理を東進ブックスのはじめからていねい力学編をやって内容は理解して物理のエッセンス力学、波動のやつをやっているのですがモーメントとかはじていでやってない分野に関してはホントチンプンカンプン何ですがどうやって理解すればいいですか?
回答: 高校物理では、モーメントというと釣り合いしか出題されないと思っていますが、正しいでしょうか? 正しいという前提で記述させていただくと、よく n=r*f とか t=r*f という式を見かけませんでしょうか? rは物体の重心や指定された位置から物体へ作用する力fの位置までの距離、そしてnやtが「力のモーメント」です。 まず力のモーメントの向きですが、フレミングの左手の法則の要領で、左手の中指、薬指、親指を出してみて下さい。そして中指を「重心や指定された位置から物体へ作用する力fの位置への向き」、薬指を「力の向き」に向けて下さい。このときの親指の向きが、「力のモーメント」の向きです。 さらに大きさですが、中指と薬指の成す角度が90°でないケースが多々あります。このケースでは、力のモーメントは「重心や指定された位置から物体へ作用する力fの位置への向き」に対する法線成分のみ有効となりますので、中指と薬指の成す角度がθである場合、n=r*f*sin[θ] となります。 モーメントが釣り合うためには、まず、物体に対して複数の力が作用している必要があります(1種類の力だけですと物体が回転してしまい、大学物理の範囲に至ってしまうため)。そして、各力に対して上記の要領で力のモーメントの向きと大きさを求めてみて下さい。そして、各力のモーメントの向きが一方向ではなく±で分散されており、大きさを合成した結果が0になれば、「モーメントの釣り合い」が成立します。 ちなみに、大きさを合成した結果が0にならない場合、やはり物体が回転してしまうため、大学物理の範囲に至ってしまいます。