qG7FE

図1のように、なめらかな水平面上に置かれた棒が、一端Oを支点として、水平面内で回転できるようになっている。点A、点Bに力を加えたところ、棒はつり合った。加えた力を表す図として最も適当なものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。ただし、矢印の向きは加えた力の向きを表し、矢印の長さは加えた力の大きさに比例するものとする。

図 1
      

#センター99本試

まず、点A、点Bに加える力は向きが逆でなければ回転してしまうので、①か③か⑤に絞られます。

各点にはたらく力は支点から離れているほど力のモーメントに寄与します。逆にいうと、支点に近い力は大きくなければ力のモーメントに寄与できません。そのことから考えますと、力がつり合いそうなのは です。

このことは『剛体にはたらく力のつり合い』項を理解していればなんてこと無いと思います。

直感的に考えるときは、

左図のような三角形を想像して、面積が同じくらいかどうかを気にしてください。赤の面積が右回りの回転力で、青の面積が左回りの回転力です。