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力の分解シミュレーションを開く

扱っている現象および本教材の説明

力の分解とは、1つの力ベクトルを互いに直交する2つの方向の成分に分けることです。力はベクトル量であり、方向と大きさをもちます。力を水平方向と垂直方向に分解することで、運動の解析が容易になります。

任意の力ベクトル F を、水平方向（x成分）と垂直方向（y成分）に分解します。

力 F の大きさを F、x軸正方向からの角度を θ とすると：

F_x = F cosθ

F_y = F sinθ

また、逆に成分から合力を求めることもできます：

F = √(F_x² + F_y²)，θ = arctan(F_y / F_x)

斜面上の重力分解については 斜面の力の分解 を参照してください。

対象

• 高校物理で力学を学習している学生
• 力とベクトルの概念を視覚的に理解したい学習者

使用方法

1. キャンバス中央の力ベクトル（黄色）の先端をドラッグして力の方向と大きさを変えます。
2. 赤い矢印が水平成分 F_x、青い矢印が垂直成分 F_y を表します。
3. 右下の数値パネルで F、F_x、F_y、θ の値を確認できます。

観察のポイント

• θ = 0° のとき F_y = 0 になり、力はすべて水平方向に向くことを確認しましょう。
• θ = 90° のとき F_x = 0 になり、力はすべて垂直方向に向くことを確認しましょう。
• F_x² + F_y² = F² の関係（三平方の定理）が常に成り立つことを確認しましょう。

参考文献

• 高校物理教科書（力学分野）
• 大学物理力学の教科書