力のつり合いの要点

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柱はモーメント=力×うでの長さパスカルの原理は面積比浮力は「ばねばかりの減り」の3つです。 → 力のつり合いの過去問と解説

① モーメントは「力×うでの長さ」——この単元の主役

うでの長さは回転中心からの垂直距離。斜めの力はsinθで垂直成分だけが効きます。棒自身の重さは重心に集めて1本の力として扱います。
過去問立式答え
点滴スタンド(第30回午前80)X点まわりの(重さ×水平距離)の和で前後比を取る2.0倍
壁の棒とひも(第29回午前80)F×0.05=1.0g×0.30+1.0g×0.15(棒の重心の分を忘れない)F≒88N
つり合いの式を選ぶ(第33回午前80)斜めの力MはMa sinθで効く(Jは回転中心を通るので消える)Ma sinθ−Wb=0

② パスカルの原理——圧力が同じだから面積比で力が増える

第31回午前80:細い側(10cm²)に10N → P=1N/cm²。この圧力が太い側(50cm²)にもそのまま伝わるのでF=1×50=50N力は面積に比例して増える——油圧ジャッキの原理です。

③ 浮力は「ばねばかりの減り」に出る

第32回午前80:500gの物体を水に沈めたらばねばかりが350g。浮力=500−350=150g重。そして作用反作用で、物体が水を押し返す分だけ台ばかりは150g増える。「浮力のぶんだけ、ばねばかりは減り・台ばかりは増える」とセットで覚えます。

④ 次元はF=maから組み立てる

第32回午後81:ダンパの力はF=cv。だから

c=F/v=(kg・m・s⁻²)÷(m・s⁻¹)=kg・s⁻¹

力の次元kg・m・s⁻²を出発点に、定義式で割り算するだけ。ばね定数ならF=kxでk=kg・s⁻²になります。

→ 過去問で確認する

力のつり合いの過去問と解説はこちら

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