フォークリフトの遊び方
- 荷を選び、カードでその質量と前輪からの前向きの距離を読み取ろう。
- 前輪のまわりのモーメントを考えよう：荷の m·g·x は車体を前に倒し、車体の M·g·b はそれを引き戻します。
- モーメントから求めた質量、距離、カウンターウェイト、後輪の力を入力し、「持ち上げる」を押そう。
- 棒と後輪を見よう：車体のモーメントが大きいあいだは後輪は接地したまま。荷のモーメントが追いつくと、後ろが浮きます。
フォークリフトはなぜ転倒するの？
フォークリフトは荷を前輪より前で持つので、荷の重さは車体を前輪のまわりに前へ回そうとします。前輪より後ろにはたらく車体自身の重さは、車体を後ろへ回します。転倒するときの支点である前輪のまわりでモーメントを考えると、荷のモーメント m·g·x が車体の M·g·b を超えないかぎり、車体は接地したままです。荷のモーメントが大きくなるほど、後輪が支える力は小さくなります：R_r·L = M·g·b − m·g·x。R_r が 0 になると後輪が浮き、車体は転倒します。だから重い荷ほど手前に置き、フォークリフトは後ろに重いカウンターウェイトを積み、荷重表示板には質量だけでなく荷重中心も書かれているのです。
学習に絞ったモデル
車体は変形せず、水平な床の上にあります。車体の質量は重心に、荷は中心にはたらきます。フォークは 2 s かけて荷を受け取るので、その割合は一定の割合で増えます。モーメントは、車体が転倒するときの支点である前輪のまわりで考えます：R_r·1.6 = M·g·0.8 + m_c·g·1.5 − m·g·x。後輪の力が 0 になった瞬間に車体は転倒し、その瞬間は正確に求めます。限界を 0.05% 未満しか超えない荷は、転倒しないとみなします。その後の転倒は説明のために 0.8 s かけて描き、転倒しない車体はさらに 1 s 観察します。実時間で進みます。