力の釣り合いの図の解釈での疑問

昔使っていた教科書を眺めていて、気になっていることが有ります。
おもりが、糸を介して天井からぶら下がって静止しているとき、

―　　天井
｜
｜　　糸
｜
○　　おもり

天井、糸、おもりには次の５つの力が働くと説明されています。

　ア）天井が糸を引く力・・・上向き
　イ）糸が天井を引く力・・・下向き
　ウ）糸がおもりを引く力・・・上向き
　エ）おもりが糸を引く力・・・下向き
　オ）おもりの重力・・・下向き

　　↑ア
―――――　天井
　　↓イ
　　｜　　　糸
　　↑ウ
┌―――┐
｜　↓エ ｜　おもり
｜　　　　　｜
｜　↓オ ｜
｜　　　　　｜
｜　　　　　｜
└―――┘

和を取るとオの重力だけが残って、おもりは落下してしまうと思うのです。どうしてそうならないのでしょうか？

No.5 ベストアンサー 回答者： yokkun831 回答日時： 2009/07/23 23:22

アは，　糸が　　天井から　　受ける張力

以下すべてを受けるものを主語にして書き換えてみてください。
オを仲間はずれにしたり，エとオを同じものと考えたりする余地はなくなると思います。糸が主人公になったときは，アとエ（とここでは軽いものとして無視された糸が受ける重力）を考えるべきことがわかります。あわせて主体と客体が入れ替わった作用・反作用の関係をよく理解して，つりあいとのちがいをはっきりさせると，よりわかりやすくなるでしょう。

この回答へのお礼

また、分からなくなってしまいました・・・エとオの違いが全く理解できません。全てを一緒くたにして足し合わせたのがだめなのでしょうか・・・

お礼日時：2009/07/23 23:41

No.6 回答者： yokkun831 回答日時： 2009/07/23 23:52

前の回答の図でいかがですか？

例えば，ウは　おもりが　糸から
　　　　エは　糸が　　　おもりから

ウとエを足したり引いたりするのはおかしいですよね？
りんごが受ける力とみかんが受ける力を足すことはできないんです。
図では，作用点を受ける物体の中にグリグリして，なおかつわかりやすく色分けしてありますから参考にしてください。

この回答へのお礼

なるほど、わかりました。わかりやすい図のお陰で、疑問の答えと、そして、自分が力学を理解していなかったことが、分かりました。ありがとうございます。

お礼日時：2009/07/24 00:00

No.4 回答者： haragyatei 回答日時： 2009/07/23 23:08

エとオは同じものでこれを2回数えている。

力の釣り合いはある一点について考えるもので全体で考えるものではない。全体を考えれば結局おもりの重力による力だけです（これが残っていて当然です）重力による力はおもりを引き上げる力と釣り合っていて動かないという結論です。

この回答へのお礼

＞エとオは同じものでこれを2回数えている。
で完全に理解できました。ありがとうございます。

お礼日時：2009/07/23 23:32

No.3 回答者： yokkun831 回答日時： 2009/07/23 23:08

>おもりは落下してしまうと思うのです。

おもりのつりあいや運動は「おもりが受ける力」のみによってきまるのです。りんごが受ける力によって，みかんが動いたらおかしいですよね？　ですから，普通は５つの力を全部見てはいけないのです。　この問題は力を見つける問題であるとともに，何が何から受ける力なのかをしっかり判断する練習のための問題です。普通の問題で主人公になるのはおもりですから，そのときにはウとオだけを考えるのです。
ウ.おもりが　　糸から　　受ける張力
オ.おもりが　　地球から　受ける重力
と受ける側を主語にして表現するとよりわかりやすいと思います。

No.2 回答者： aichan999 回答日時： 2009/07/23 22:57

重力を考える場合は現実ではおもりの最小単位、極端にいえばおもりを構成する原子一つ一つに重力がかかります。

しかし実際の問題ではそんな小さい重力一つ一つを図に表すことなどできないので、適当におもりの中心から重力の↓をひいています。だから、本来正しくかくならおもりは体積を持つものではなく点でなければならないと思います。
　　｜
　　｜
　　↑　ウ
　　．
　　↓　エ=オ
というのが正しい書き方なのではないかと思います。

この回答へのお礼

質点で考えるとより、わかりやすいですね。ありがとうございます。
そうすると、より、深く思うのですが、エとオの２つの力がおもりに作用しているというのはおかしく有りませんか？

お礼日時：2009/07/23 23:05

No.1 回答者： haragyatei 回答日時： 2009/07/23 22:28

エとオは等しく、おもりにはウとエの力がかかっているのでおもりは動かない。

オはどこかにかかる力ではない。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
同じようなことは考えてみるんですが、エとオは等しいというところが、どうもしっくりいきません。
どちらかは、存在しないと言うことでしょうか？

お礼日時：2009/07/23 22:39