材料力学 軸にかかる力

質問

[問題]
1.丸棒の両端をそれぞれ両側から力：Ｐで引張った場合の、軸の内力は？
2.丸棒の片側を固定、片側を力：Ｐで引張った場合の、軸の内力は？
[答え]　1,2共　内力＝Ｐ。

上の問題で、
問題2.の答えは理解できるのでが、
問題1はなぜ　2ｘＰ　とならないのか、解りやすい説明願いますでしょうか；
問題集の初めでいきなりつまずいてしまいました；宜しく御願い致します。

回答No.1

Fixers · ベストアンサー

初めまして。

簡単なたとえ話で申し訳ありませんが、問題１の状況を貴方と貴方の友人で綱引きを行ったとします。

２人が同じ力で引っ張れば綱は切れるまで動きませんよね。

今度は問題２、今度も貴方と貴方の友人で綱引きを行ったとします。貴方が固定側、友人が引っ張る側。
そのとき貴方は友人の引っ張る力に合わせて引っ張り返さなければ棒を固定すること出来ませんよね。

結局、なので固定するにせよ綱が動かない間は相反する力で引っ張り返している事になり、問題１も２も外力、内力ともかかり具合は同じなのです。

今度は引きでは無く押しで考えてみましょう。

貴方が１０ｔの箱を力いっぱい押したとします。箱はびくともしませんが、貴方は箱に対して外力をくわえていますよね！
外力がかかっているのに箱が動かないと言うことは外力に相反する力がかかっているのです。なので力はうち消され物体は動きません。
重力、摩擦などいろいろな力が合わさって貴方が押す力に対し押し返して居るのです。

以上のような説明でおわかり頂けたでしょうか？

お礼

固定された方も、
実は反対側に同じ力で引張り力が発生していないと引張れないという考え方ですね。
つまり問題1,2も同じことを言っているということで、理解出来ました！

綱引きの例だと。。両側の力：Ｐが双方違ったとした場合でも。。

たとえば
10人（1000Ｎ）対　一人（100Ｎ）で引きあった場合
当然10人に引きずられて綱の内力は１人分の100Ｎしか掛からないということですね,,,
5人（500Ｎ）対　一人（100Ｎ）でも内力＝100Ｎ
1人（100Ｎ）対　一人（100Ｎ）でも内力＝100Ｎ

問題１は、２ｘＰにはならないのですね＾＾

ありがとうございます！