「モーメントの問題の解法が思いつかない」このように思っている人は多いでしょう。模試などで剛体の問題が出題されると、すこし苦手意識を感じてしまう人も多いでしょう。剛体の力学はそれまでの分野とは決定的な違いがあるからです。ここではモーメントの解説をしますね。今まで持っていた苦手意識が吹き飛びます。最後まで読んでみてください。運動の法則を勉強してきました。数式で計算することができます。現実はこうも簡単ではありません。「質点」として捉えてきました。体積がある現実の物質は回転することができます。回転が起こると「質点の力学」からずれてしまうのです。質量も体積も持つ物体を「剛体」といいます。回転の影響を考慮する必要があるのです。回転の影響の考え方の基礎を勉強する分野です。物体の回転を取り扱う別分野なのです。これをしっかりと認識しておきましょう。質点の対義語として剛体を導入しましたが、正確には力を加えても変形しないという性質の方を指して剛体といいます。高校物理では剛体の力学は基礎しか扱わないので、単に体積がある物体という認識で問題ありません。物理的にはどのように考えるのでしょうか。この回転を取り扱うための道具が「モーメント」です。モーメントの具体的な定義の前に、モーメントの考え方のイメージを共有しておきましょう。反対側に人間が乗ることで持ち上げる、という場面を考えましょう。シーソーの根元に乗るよりも、できるだけ端の方に乗った方が、シーソーが傾きやすそうですよね。端に乗る方がシーソーを回転させる力が強かった、つまりモーメントが大きかったと言うことです。これがモーメントのイメージです。以上のイメージを元に、モーメントの定義を考えていきましょう。回転の勢いは激しくなりそうです。これを考えると、モーメントは中心からの距離に比例しそうです。回転が起こることはありません。回転方向の力だけがモーメントに影響しそうです。以上を踏まえれば、モーメントの定義は以下のようになります。点Oまわりのモーメント\(M\)は、距離\(l\)と力\(F\)によって、\(M=lF\)と表される。\(l\)は点Oから作用点Pまでの距離、\(F\)は直線OPに垂直な力である。定義自体はイメージ通りではないでしょうか。「点Oまわりのモーメント」として定義されます。回転中心とは呼んだものの、この点Oは自分で好き勝手に選んでいいです。細かい説明は後に回します。具体的な例で実際にモーメントを計算してみましょう。