では、問題1の答えを見てみましょう。
正解の1つとして、左図のようなビームの組み合わせが考えられます。
この問題のポイントは、最短リンクの隣のリンクを固定することです。
てこ・クランク機構を構成するためには、最短リンクの隣のリンクを固定しなければなりません
次にグラスホフ機構が成り立っているか確認してみましょう。
5・9・11・13ビームの長さを、それぞれ5、9、11、13とします。
グラスホフ機構は、
(最短リンク) + (他の1つのリンク) ≤ (残り2つのリンクの和)
が成り立つので、最短リンクの長さを5として考えると、
(1) 5+9=14 ≤ 11+13=24
(2) 5+11=16 ≤ 9+13=22
(3) 5+13=18 ≤ 9+11=20
となります。
このことから、グラスホフの定理を満たしていて、てこ・クランク機構が成り立つことが分かります。
クランクを動かした様子はこちら
この動画は、クランクを時計回りに回転させています。
てこが、揺動運動をしていることを確認してみよう。
なお、てこを原動節として力を加えてみると、クランクが上手く回らなくなるときが出てくると思います。
そのような機構の状態を死点と呼びます。
左図のようにリンクc(てこ)を原動節として動力を与えたとき、リンクaとbが一直線に並んだ場合には、従動節a(クランク)に上手く動力を伝えることができません。
この問題の土台は、下のパーツを使いブリックを横につなげてください。