良問 力学9：棒と小球のつり合いの角度

このシミュレーションについて

一様な棒の端に質量 2m の小球をつけ、棒の A 端を糸でつるして小球に水平の力 F を加える。重心の位置、力のつり合い、A のまわりのモーメントから、糸と棒の傾き α、β と張力 T を求める

動かせる条件

棒の質量 m ／ 棒の長さ l ／ 水平の力 F（mg の何倍か） ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• 棒と小球をひとまとめにすると、重さ 3mg が重心 G にかかる。重心は質量の逆比で内分する点。A のまわりでは糸の張力のモーメントが 0 なので、F のモーメントと 3mg のモーメントだけで式が立つ（うでの長さは A から力の作用線までの垂直距離）。
• やってみよう：①F を大きくすると α と β はどちらも大きくなる。tanα と tanβ の比が F を変えても一定かどうかを調べる。②F = 0 にすると糸も棒もどうなるか。③右の「力の三角形」で、T が F と 3mg の合力と大きさが等しく逆向きになっていることを見る。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

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