外積[2]-----外積の大きさ
外積の大きさ
まず、大きさから解説しよう。
力のモーメントNを例にすると、大きさは以下の式で表現される。
N=rF・sinθ
これは理解しやすい。
Nの大きさは「Fとrが作る平行四辺形の面積」と同じなのだ。
余談
rF・sinθがなぜ平行四辺形の面積になるのか確認しておこう。 |
Fとrが同じ方向の場合は、sinθがゼロなので、Nはゼロ、つまり回転させる効果はまったくないということだ。
てこを例にすると、柄の方向に引っ張ることになる。
これでは、てこは用をなさない。
Nが最大になるのは、Fとrが直角の場合である。
てこを例にすると、柄と直角の方向に、力をかければ、てこを回転させる効果(物体を動かそうとする効果)が最も大きくなるのである。
角度θとNの大きさの関係をまとめると、以下の表になる。
θ=0 Fとrが同じ方向 | 0<θ<90 | θ=90 Fとrが直角 |
面積は0 |
面積はr F・sinθ |
面積はr F |
N = 0 θ=0でNは最小 | N = r F・sinθ | N = rF θ=90でNは最大 |
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2005/06/25