３力のつりあい

　　　　No.62

ちょこっとVB
３力のつりあい

2016.6.20.掲載

自作感のあるエクセル活用
物理シミュレーションソフトは色々ありますが、汎用性が高いものはマニュアルを覚えるのが大変です。逆に操作が簡単なソフトは自分なりにアレンジできない。どっちにしても、自作感がない。
ちょこっとVB
　エクセルに組み込まれている「マクロ」の機能、つまりVB（Visual Basic というプログラミング言語）を、ほんの少しプラスすると、自作ソフト感が出ます。授業に使える、ちょこっとオリジナルなソフトを作りましょう。

今回は　「３力のつりあい」

３力のつり合い実験装置というのが色々ありますが、３つのベクトルを作図で合成するのは、精度が必要です。エクセルのワークシートで３つの力ベクトルを表示しながら、つり合いを確かめるワークシートを作りました。

3forces-sheet

使い方

３つの力の方向°と力の大きさを表に入れると、グラフに３つの力のベクトルが表示されます。表示ボタンを押して、力１と力２の合力（赤色の矢印）や、３つの合力（ピンクの太線）形を表示させて確かめます。

ワークシート
①D列とE列に関数と数を入れておきます。
赤字が関数を入れたセルです。D４～E８は表の値からベクトルのｘ成分とｙ成分を求めているだけです。
D１０～E14は合力のベクトル、１と２の合力のベクトルと、平行四辺形の作図点線をグラフ上に引くための表です。
黄色のセルには適当な数を入れておきましょう。

　
グラフを挿入
①グラフ挿入で散布図を選びます。
②力１，２，３、１と２の合力、全合力の矢印をグラフに描く設定をします。
　合計７つの系列を作ります。
　力１　データの選択で系列の編集を選び、系列XにD3～D4、系列YにはE3～E4を範囲指定。
　力２　データの選択で系列の追加を選び、系列XにD5～D6、系列YにはE5～E6を範囲指定。
　力３　データの選択で系列の追加を選び、系列XにD7～D8、系列YにはE7～E8を範囲指定。
　１２の合力　データの選択で系列の追加を選び、系列XにD9～D10、系列YにはE9～E10を範囲指定。
　１の点線　　データの選択で系列の追加を選び、系列XにD11～D12、系列YにはE11～E12を範囲指定。
２の点線　　　データの選択で系列の追加を選び、系列XにD13～D14、系列YにはE13～E14を範囲指定。
　３力の合力　データの選択で系列の追加を選び、系列XにD19～D20、系列YにはE19～E20を範囲指定。
　
③それぞれの直線について、グラフのデータ系列の書式設定から線のスタイルで線の色や点線などを選びます。
　　また終点の種類を矢印形に直すと見やすくなります。

グラフエリアの書式設定でXYの目盛りをどちらも最小値-200、最大値200とかに固定した方が見やすいと思います。ます。

VBコード
　もし、お使いのエクセルで[開発]タブが見えない場合は，次のようにして表示させる設定にして置きます。
　　１　[ファイル] タブをクリックします。　　２ [Options] をクリックします。　３ [リボンのユーザー設定] をクリックします。
　４　[リボンのユーザー設定] および [メインタブ] の下の [開発] チェックボックスをオンにします。

①　alt+F11 または開発タグからコードの表示で　VBエディターを開きます。
②　This worksheet のオブジェクトをダブルクリックして、右側の窓に次の５つのマクロ（VBプログラム）を打ちます。
　どれもセルの値を変えるだけの単純な文です。

Sub リセット()
Range("B4:C4") = 0
Range("B6:C6") = 0
Range("B8:C8") = 0
End Sub

Sub 二力の合力表示()
Range("D17") = 1
End Sub

Sub 二力の合力非表示()
Range("D17") = 0
End Sub

Sub 三力の合力表示()
Range("D23") = 1
End Sub

Sub 三力の合力非表示()
Range("D23") = 0
End Sub

③✖で閉じるなどして、通常のワークシートに戻ります。

ボタンを作る

①ワークシートから開発タグ→挿入→フォームのボタンを挿入→シート上でドラッグして四角形のボタンを作る。

②すぐにマクロの登録の窓が出現するので、Sub リセット()　を選ぶ。

③同様に　４個のボタンを作り、それぞれにマクロ（プログラム）を登録する。

star サンプルのワークシート

3forces.xlsm

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