O点からX軸方向に $P_x = 3\sqrt{3}$ kN、Y軸方向に $P_y = 3$ kNの力が作用するとき、O点にかかる合力Rの大きさと、X軸となす角度$\theta$を求める問題です。

応用数学ベクトル力の合成三角関数ピタゴラスの定理
2025/4/16

1. 問題の内容

O点からX軸方向に Px=33P_x = 3\sqrt{3} kN、Y軸方向に Py=3P_y = 3 kNの力が作用するとき、O点にかかる合力Rの大きさと、X軸となす角度θ\thetaを求める問題です。

2. 解き方の手順

合力Rの大きさは、ピタゴラスの定理を用いて計算します。
R=Px2+Py2R = \sqrt{P_x^2 + P_y^2}
角度θ\thetaは、三角関数のタンジェントを用いて計算します。
tanθ=PyPx\tan{\theta} = \frac{P_y}{P_x}
まず、合力Rの大きさを計算します。
R=(33)2+32=(9×3)+9=27+9=36=6R = \sqrt{(3\sqrt{3})^2 + 3^2} = \sqrt{(9 \times 3) + 9} = \sqrt{27 + 9} = \sqrt{36} = 6 kN
次に、角度θ\thetaを計算します。
tanθ=333=13\tan{\theta} = \frac{3}{3\sqrt{3}} = \frac{1}{\sqrt{3}}
θ=arctan13=30\theta = \arctan{\frac{1}{\sqrt{3}}} = 30^\circ

3. 最終的な答え

R = 6 kN
θ\theta = 30 度

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