力のモーメントと作用線

回転する物体のつり合いについて実験します。

図１のように適当な形に切った木の回転体を作り、A～Hの位置にフックを取り付けます。このフックにおもりをぶら下げていく実験です。

黒線・・・水平な線
赤線・・・黒線に対して垂直な線　

３本の赤線の間隔は等しくなっています。

まずGにおもりをつけます。

Gに
おもり
→

Gにおもりをつけると、右側に傾きました。

ここでBにおもりを付けると・・・

BとGがつりあい、黒線は水平になりました。

では、Bを外してAやCにおもりをつけるとどうなるでしょうか。

なんと、黒線が水平になりました！
同じ赤線上のどこにおもりをつけても同じ、ということですね。

「力を作用線上で移動させてもつりあいは保たれる」ということができます。

もっとたくさんおもりをつけてみます。

左側の赤線と右側の赤線が同じ個数ならおもりがつりあっています。
また、個数が違う場合は多い方に傾いています。

最後に、回転軸の上と下におもりを付けてみます。

回転軸の上や下におもりを付けても全く動かないですね。
両方とも力の作用線が回転軸を通り、力のモーメントが0です。

動画はこちらです。

youtubeが見られないときはこちら