仮想仕事の原理とは？意味・定義をわかりやすく解説

仮想仕事の原理とは？

かそうしごとのげんり

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仮想仕事の原理とは、力学的平衡状態にある系に微小な仮想変位を与えたとき、すべての力がなす仮想仕事の合計がゼロになるという力学の基本原理です。

仮想仕事の原理（かそうしごとのげんり、Principle of Virtual Work）とは、静力学における重要な原理のひとつで、「力学的平衡にある系に対して、拘束条件を満たす任意の微小仮想変位を与えたとき、すべての力がなす仮想仕事の合計はゼロになる」というものです。

ここで「仮想変位」とは、実際には起こらない仮想的な微小変位のことであり、「仮想仕事」とはその仮想変位に力を掛け合わせた量です。実際の運動とは独立して設定できるため、拘束力（例えば面が物体を支える抗力）は仮想変位に直交するため仮想仕事を行わず、計算から自動的に消えるという大きな利点があります。

この原理が特に有用な場面は次のとおりです。

ニュートン力学では個々の力を成分ごとに書き下す必要がありますが、仮想仕事の原理を用いるとスカラー量（仕事）だけで平衡条件を表せるため、自由度の多い複雑な系でも見通しよく解析できます。現代の機械工学・土木工学・ロボット工学の基礎として広く用いられている重要な原理です。

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