長さ1.0mの棒の両端A, Bに、それぞれ10Nと30Nの逆向きの力が働いている。この合力の向き、大きさ、および作用線がA点からどれだけ離れた位置を通るかを求める。有効数字は2桁で答える。

1. 問題の内容

長さ1.0mの棒の両端A, Bに、それぞれ10Nと30Nの逆向きの力が働いている。この合力の向き、大きさ、および作用線がA点からどれだけ離れた位置を通るかを求める。有効数字は2桁で答える。

2. 解き方の手順

(a) 合力の向き:

2つの力が逆向きなので、合力の向きは力の大きい方向、つまり30Nの方向。したがって、A点から見て下向きとなる。

(b) 合力の大きさ:

合力の大きさは、2つの力の差の絶対値で求められる。

$F = |30N - 10N| = 20N$

(c) A点からの距離:

合力の作用点をA点から $x$ [m] の位置とすると、力のモーメントの釣り合いから、

$30N \times 0m + 10N \times 1.0m = 20N \times x$

$10N \cdot m = 20N \times x$

$x = \frac{10}{20} m = 0.5 m$

3. 最終的な答え

(a) 下

(1) 0.5

(2) 20