💡 ヒント:棒のつりあい(モーメントの基本)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

軽い棒の A 端と B 端が支えられ、棒の途中(A から距離 \(d\) の点)におもりが下がっています。「棒が回転しない」条件(モーメントのつりあい)から、片方の支点の張力が決まります。

イメージはシーソー:おもりが支点 A から遠いほど、反対側 B を支える力は大きくなります。

✏️ 求めるもの

B 端を吊る糸の張力 \(T\)。棒の質量・おもりの質量 \(m\)・棒の長さ \(l\)・おもりの位置 \(d\) を使った文字式で答える。

🔬 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. 回転軸を選ぶ:未知数を減らすため、A 端を回転軸に選ぶと \(T_A\) のモーメントが 0 になる
  2. モーメントを書き出す:おもりの重力 \(mg\) は A から距離 \(d\) で時計回り、張力 \(T\) は A から距離 \(l\) で反時計回り
  3. つりあい式:\(T \cdot l = mg \cdot d\) から \(T\) を解く
注意

モーメントの「腕の長さ」は支点から力の作用線までの垂直距離。今回の問題では力が鉛直なので、水平距離がそのまま腕の長さになります。回転軸を変えれば未知の力を 1 つずつ消去できる、というのが剛体問題の最大のコツ。