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四角形の回転する方向
四角形の一転を押さえて引張ると回転する力が働くと思いますが、回転する方向の求め方がわかりません。 たとえば、横が長い四角形のカードの右下を真下に引っ張ると時計回りに回転しますが、これはどのようにして求めればいいのでしょうか? 求め方の公式や定理などありましたらご教授お願いいたします。
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- chiaki_primary
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簡単に、剛体で考えるとすると、 剛体の重心の運動と剛体の回転運動にわけることができます。 重心は剛体にかかった力ベクトルの総和を、剛体の質量で割った大きさの加速度を受けて運動します。 この場合は右下を真下に引っ張った力ひとつを 剛体の質量で割った分だけ重心が下に加速します。 つぎに回転ですが、 まず物体の慣性モーメントを求める必要があります。 これは重心からの距離と質量密度を剛体内で積分して決まる量で、どのくらい回転しにくいかを示す量です。 計算の仕方などは検索してください。 つぎに、重心から力の作用した点までのベクトルと、力のベクトルとの外積で「力のモーメント(トルク)」を求めます。これは物体を回転させる力がどのくらいあるかを表します。 この力のモーメントを慣性モーメントで割れば、角加速度がでます。これは回転速度の微分で、物体がどのくらい回転運動を加速しているかを意味します。 質量 - 慣性モーメント 力 - 力のモーメント 加速度 - 角加速度 と対応させるとよいでしょう。 っていうか、Wikipediaみよう。 このくらい。
- Quattro99
- ベストアンサー率32% (1034/3212)
力の方向が重心からずれていると回転します。 質問の例で言えば、カードの重心の真下を真下に引っ張っても回転せずに移動しますが、重心の真下よりも右を真下に引っ張れば時計回り、左を引っ張れば反時計回りになります。