力の3要素とは?大きさ・向き・作用点
力を正しく表すには、大きさ・向き・作用点の3つが必要です。これを「力の3要素」といいます。
3要素の意味
| 要素 | 意味 |
|---|---|
| 大きさ | 力の強さ(N・kN)。矢印の長さで表す |
| 向き(方向) | 力が働く方向と向き。矢印の向きで表す |
| 作用点 | 力が物体に作用する点。矢印の始点 |
作用点を通り、力の向きに引いた直線を作用線といいます。
力はベクトルで表す
力は大きさと向きを持つベクトル量なので、矢印で表します。3要素が同じなら同じ力です。複数の力をまとめる合成や、1つの力を分ける分解も、このベクトルの性質を使います。
POINT
剛体(変形しない物体)では、力は作用線上であれば作用点を移動させても効果が同じです(力の移動の原理)。ただし変形を考える構造部材では作用点の位置も重要になります。
まとめ
- 力の3要素は大きさ・向き(方向)・作用点。
- 作用点を通り力の向きの直線が作用線。力は矢印(ベクトル)で表す。
- 3要素が同じなら同じ力。合成・分解はベクトルの性質を使う。