剛体に複数の力がはたらくとき、静止する条件は2つありましたね。 力のつりあい と モーメントのつりあい です。前回の授業では、 重さが無視できる剛体 のつりあいを考えましたが、問題によっては 重さが無視できない剛体 も登場します。 剛体に重さがある とき、剛体のつりあいは 重力 も含めて考えていかなければなりません。

次の図のような太さと密度が一定の棒を例にして、剛体にはたらく重力を考えていきましょう。

この棒を1点で支えるとすると、その点はどこになるかを考えてみてください。上の図のように、棒の中点で支えれば力がつりあい、静止しますね。このように 支えてつりあう点 のことを 重心 と言います。 重心 は、重力がはたらく中心の点という意味で使われることもあり、一般的に記号" G "で表現されます。

重心 は支えてつりあう点であると同時に、その 物体の質量が集まる点 と考えることができます。重心に全質量が集まった状態を図示してみると上のようになります。

つまり棒の重さがm[kg]だった場合、 その全質量m[kg]が重心1点にすべてかかっている と考えることができます。

重さがある剛体 のつりあいでは、 重力 が 重心 にはたらくとして考えていきます。 重心Ｇ は、 剛体を支える点 、 重力がはたらく点 であることを踏まえて、練習問題を解いてみましょう。