物理、力のモーメントの問題

質問

質量ｍ、長さｌの一様な棒をちょうつがいで二本連結し
さらにちょうつがいで壁にとりつけた
点Eに上向きの力を加えて棒を水平にたもったとき、A端にはたらく力の大きさ
とCE間の距離をもとめよ

下画像の上の部分の図は、問題で
下の矢印が多くかかれたほうは、解説の図です

ここで、質問なんですが、
(1)その解説の図のABのほうのf1は、垂直抗力ですよね？
これってなぜこの位置にあるんですか。mgの真上ではないといけないんじゃないでしょうか。。

(2)後、CEのほうのｆ２がなぜ下をむいているのかわかりません。
B,Cは作用反作用なのでと解説にかいていますが、
B,CはB→←Cという感じに左右が作用反作用であって、下と上ではないんではないんですか。。

すいません、物理苦手なもので、わかのわからない質問だとは思いますが
丁寧な説明おねがいします

回答No.3

foomufoomu · ベストアンサー

＞(1)その解説の図のABのほうのf1は、垂直抗力ですよね？
まぁ、たしかに垂直抗力といえば、そうですね。

＞これってなぜこの位置にあるんですか。
＞mgの真上ではないといけないんじゃないでしょうか。。

この解説では、力は棒の外から棒に作用するものだけが書いてあります。

ｍｇの真上には何も無いので、何も無いところから力は発生しません。
（言うまでもなく、ｍｇは棒の質量に重力が作用して発生する力です。棒のあるところに発生しています。）
この場合、棒ABを支えるのは、棒の左右のはしにある蝶番だけなので、その位置に力が発生しています。
棒AB両端の力は、棒にかかる重力ｍｇに釣り合うように作用します。

＞(2)後、CEのほうのｆ２がなぜ下をむいているのかわかりません。

ｆ２は蝶番から棒CDに作用する力です。この力は棒ABのB点の力と釣り合わないといけません。(大きさが同じで向きが逆になる）
このことが
＞B,Cは作用反作用なのでと解説にかいていますが、
の意味です、上下の力の作用反作用です。

この力ｆ２と支点Eに発生する力と、棒CDに作用する重力ｍｇとが釣り合わなければなりません。

いたるところ釣り合いだらけですが、分かりますか。

回答No.2

中村 拓男（@tknakamuri）

No.1 です。てにをは訂正
>棒ABの点Bは押し上げないと棒ABの水平に保てません。

>棒ABの点Bを押し上げないと棒ABを水平に保てません。

回答No.1

中村 拓男（@tknakamuri）

>(1)その解説の図のABのほうのf1は、垂直抗力ですよね？

違います。f1は棒を支えている蝶番から棒ABのA点に加わる力です。

力は蝶番と支点Eで発生します。
棒ABの中央(重心)に加わる力は重力だけです。

>(2)後、CEのほうのｆ２がなぜ下をむいているのかわかりません。

棒ABの点Bは押し上げないと棒ABの水平に保てません。
なので、棒ABが水平に保たれているならば棒CD は B を上に
押し上げているはずです。
当然その反作用で、棒CDの点Cは棒ABにより押し下げられます。
この力が棒CDの重心にかかる重力と支点Eを介して釣り合うのです。