力の平行四辺形とは?書き方と合力・分解
力の平行四辺形は、2つの力を合成するときに使う作図法です。2力を2辺とする平行四辺形の対角線が合力になります。
書き方の手順
- 同じ作用点から、2つの力の矢印を大きさ・向きどおりに描く。
- 各矢印の先端から、もう一方の力に平行な線を引く。
- 2本の平行線の交点と作用点を結ぶ。これが合力(対角線)。
合力の計算
平行四辺形の対角線の長さ(合力)は、平行四辺形の法則=余弦定理で求めます。
R = √(F₁² + F₂² + 2·F₁·F₂·cosθ)
分解への応用
逆に、1つの力を対角線とみなし、指定した2方向を2辺とする平行四辺形を描けば、その力を2方向に分解できます。合成と分解の両方に使える作図法です。
まとめ
- 力の平行四辺形は2力の合成に使う作図法。対角線が合力。
- 各力の先端から相手に平行線を引き、交点を作用点と結ぶ。
- 合力の大きさは余弦定理。分解にも応用できる。