力の分解とは?計算方法とピタゴラスの定理
力の分解とは、1つの力を、同じ効果を持つ複数の分力に分けることです。合成の逆の操作です。
直交2方向への分解
最もよく使うのが、力を水平(x)と鉛直(y)の直交2方向に分解する方法です。力Fが水平となす角をθとすると、三角比で求められます。
Fx = F·cosθ Fy = F·sinθ
ピタゴラスの定理(合力との関係)
逆に、直交する2つの分力から元の力(合力)を求めるときは、直角三角形なのでピタゴラスの定理を使います。
F = √(Fx² + Fy²) θ = tan⁻¹(Fy / Fx)
POINT
分解は、斜めの力をそのまま扱うよりx・y成分に分けたほうが計算しやすいために行います。つり合い式(ΣX=0・ΣY=0)を立てるときの基本操作です。
まとめ
- 力の分解は1つの力を分力に分けること。合成の逆。
- 直交分解は Fx=Fcosθ、Fy=Fsinθ。
- 分力から元の力は F=√(Fx²+Fy²)(ピタゴラスの定理)。