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正答
③
解き方のポイント
力の釣り合いだけでは解けない不静定問題です。釣り合い式と変形の適合条件を連立させる、という手順を覚えてください。
まずA点周りのモーメントの釣り合いを立てます。PL=−a(A1σ1)−b(A2σ2) …①
次に変形の適合条件(幾何学的整合性)です。剛体板はA点を中心に角度θだけ傾くので、棒1と棒2の縮み量には ΔL1/a=ΔL2/b=θ という関係が成り立ちます。…②
②にフックの法則 ΔL=σL/E を代入すると σ1h/(E1a)=σ2h/(E2b) となり、σ2=σ1・E2b/(E1a) …③ が得られます。
①と③を連立すれば σ1=−E1aL・P/(A1E1a²+A2E2b²)、σ2=−E2bL・P/(A1E1a²+A2E2b²) です。分母がa²とb²になる点が、他の選択肢との見分け方になります。
この問題で問われている知識
不静定問題/変形の適合条件(幾何学的整合性)/フックの法則 ΔL=σL/E/モーメントの釣り合い
