2力を合成して同じはたらきをする合力を使ってつり合いなどを考えてきました。力は合成だけでなく、分解もできます。
力の単位には以前の単位「g重」「kg重」を使っていますが、Nでも考え方は同じです。必要ならば100g重=1Nとして換算してください。
力の分解
2力の合成とは逆に、1つの力は同じはたらきをする2力に分けて考えることもできます。
1つの力を決めた方向の2力に分けることを力の分解といい、分けた2力をもとの力の分力といいます。1つの力はどの方向にも分解することができますが、ふつうは「支える糸やひも」にそって、または「運動の方向とその垂直方向」に分けて考えます。
力の分解
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その力が対角線となる平行四辺形の2辺が分力となる平行線の引き方はこちらを参考にしてください。
分力の角度と大きさ
同じ1つの力でも、分ける方向によって分力の大きさが変わります。具体的に見ていきましょう。
ふたりで同じ長さのひも付きの荷物を持つときなどは、お互いにあまり離れないように持ったほうが力が少なくてすみそうですね。
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質量200gの物体にはたらく重力は200g重です。この200g重とつり合う力が糸OAと糸OBの張力の合力になりますね。
重力とつり合う力(鉛直上向き200g重)を
糸の方向にそって分解してみましょう。「重力とつり合う力」と「糸OBの張力」がつくる
三角形(うすい色つきの部分)に注目です。
この三角形は△OABと相似ですね。この形の直角三角形では、いちばん短い辺は
斜辺の長さの半分です。
こちらを参考にしてください。よって、糸OBの張力は200g重の半分、
200(g重)÷2=100(g重)
で、100g重となります。作図しただけでも糸OAの張力のほうが大きいことがわかりますね。
ふたりでちがう長さのひも付きの荷物を持つときは、長いほうのひもを荷物から離れて持つほうが軽い、ということになります。
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