棒は静止しているので、剛体にはたらく力のつり合いの条件
→F1 + →F2 + →F3 + … = 0 ……①
M1 + M2 + M3 + … = 0 ……②
が成り立っています。①は(問1)qGACF のことです。(問3)で問われているのは②です。②式により点Pの位置が特定できます。
求める距離を x 、右回りを正、点Pを中心として②式を立てますと、
kd×x + mg×0 - Kd×(L - x) = 0
∴ kdx - KdL + Kdx = 0
∴ kx - KL + Kx = 0
∴ (k + K)x = KL
∴ x = Kk+KL
(余談)
点Pの左側の長さと点Pの右側の長さの比は
x : (L - x) = Kk+KL : (L - Kk+KL)
= Kk+K : (1 - Kk+K)
= Kk+K : (k+Kk+K - Kk+K)
= Kk+K : kk+K
= K : k
であり、点Pの位置はばね定数の逆比であり強いばねの方に寄ります。