力とは?移動・回転・変形を起こす作用
力(ちから)とは、物体に作用して移動(並進)・回転・変形を起こす作用のことです。構造力学は「建物にどんな力が働き、どう伝わるか」を考える学問で、力の理解がすべての出発点になります。
力が起こす3つの作用
- 移動(並進):物体全体を動かす。
- 回転:物体を回す(→力のモーメント)。
- 変形:物体の形を変える(伸び・縮み・たわみ)。
建物は動いたり倒れたりしては困るので、力がつり合うように設計します。
力の単位
力の単位=ニュートン(N) / 1N = 1kg·m/s²
質量1kgの物体に働く重力は約9.8N。1kN=1000N
構造力学で扱う力
| 種類 | 内容 |
|---|---|
| 外力(荷重) | 建物の外から働く力(自重・人・地震・風) |
| 反力 | 支点が建物を支え返す力 |
| 内力(応力) | 部材の内部に生じる力(軸力・せん断力・曲げモーメント) |
力には「大きさ・向き・作用点」という3つの要素があり、ベクトルとして扱います。
まとめ
- 力は物体に移動・回転・変形を起こす作用。単位はN(ニュートン)。
- 構造では外力(荷重)・反力・内力(応力)として扱う。
- 力は大きさ・向き・作用点の3要素を持つベクトル量。