力のモーメントの学習範囲では、 「壁に立てかけた剛体棒」 の問題がよく出題されます。解法のポイントを解説していきましょう。

「壁に立てかけた剛体棒」とは、次の図のようなものを表します。

この剛体棒にはどのような力がはたらくのでしょうか。

物体にはたらく力は、 重力 と 接触力 の2種類だけでしたね。
まず 重力 は、 重心 Gから下向きにmgがはたらきます。 接触力 はどうでしょうか？ この棒は床と壁に接触しているのでそれぞれから 垂直抗力 を受けます。床から受ける垂直抗力をN、壁から受ける垂直抗力をN'とおきましょう。

さらに、剛体棒が滑らかな壁面、粗い床面にある場合、 床面での静止摩擦力 もはたらきますね。静止摩擦力は、 物体が動こうとする方向と逆向きにはたらく力 です。この剛体棒は右側に動こうとすることがイメージできるでしょうか。したがって、 床面での静止摩擦力 は右側に動こうとする棒を止める方向、つまり左向きにはたらきます。これをfとおきましょう。

剛体棒にはたらく力が整理できましたね。

壁に立てかけた剛体棒の問題では、ここから静止摩擦力の値などを求めることになります。手がかりになるのは、 「剛体棒が回転していない＝静止している」 ということです。つまり、 「力のつりあい」と「モーメントのつりあい」による立式 が可能ですね！

「モーメントのつりあい」による立式では、 モーメントの基準点 はどこをとっても構いません。したがって、モーメントの基準点はなるべく 計算が簡単になる場所を選ぶ と良いでしょう。つまり、 力がたくさんはたらいている点を基準点にする ことがコツとなります。基準点からの距離が0であれば、モーメントも0となり計算する必要がありませんからね。