💡 ヒント:力の合成

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

2つの力を1つにまとめる「力の合成」の問題です。例えば直角に交わる 2 つの力(横向きと縦向き)を考えてみましょう。これは綱引きで「右に引く力」と「上に引く力」が同時にはたらいているような状況。1 本の綱で引くなら、どの向きにどれくらいの強さで引けば同じ効果になるか?それが合力です。

合力は平行四辺形の対角線として求まります。直角の場合は単なる長方形なので、対角線の長さは三平方の定理で求まります。

✏️ 求めるもの

(1) 合力の作図(平行四辺形の対角線)
(2) 合力の \(x\) 成分・\(y\) 成分
(3) 合力の大きさ \(F\)

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 作図:2 力の始点をそろえ、それぞれを 2 辺とする平行四辺形を描く。対角線が合力
  2. 成分の読み取り:x 軸方向の力の大きさが \(F_x\)、y 軸方向の力の大きさが \(F_y\)
  3. 大きさの計算:三平方の定理 \(F = \sqrt{F_x^{\,2} + F_y^{\,2}}\) を使う。\(3:4:5\) や \(5:12:13\) のような有名な直角三角形の比に気づくと暗算可能
注意

合力の大きさは「単純な足し算」ではない(\(F_x + F_y\) ではない)。直角に交わる 2 力では三平方の定理を使う。一般の角度の場合は余弦定理を使う。