Question

あ

この問題について教えてください！途中の計算もお願いします！

9.
次の文章を読んで各問に答えよ。
図のように、傾斜角 0 の粗な斜面が水平な台車
の上に固定されている。まず、 台車を動かないよ
うにして、斜面上のA点に質量mの物体を静かに
置くと、物体はすべらずに静止した。 次に、斜面
に沿って下向きに、無視できるほど小さな初速度
を与えると、物体は速さを増しながらすべり続け、
S2
A
B
A点からs」だけ離れたB点を通過した。 物体と斜面との間の静止摩擦係数をμ (ただし、
<1とする), すべり摩擦係数をμ', 重力加速度の大きさをgとする。
問1.(イ) 傾斜角0 の満たすべき条件を求めよ。
( ) B点での物体の速さを求めよ。
大人(1)
物体がB点を通過する瞬間に、 台車をある一定の加速度αで図の矢印の向きに、 水平
に動かし始めた。 すると、 物体はしばらく斜面上をすべりつづけた後、 C点で静止した。
B点とC点との間の距離はs 2 であった。 この結果に基づいてαを求めてみよう。
台車上に静止した観測者から見て、斜面上の物体がどのように運動するかを考えるこ
とにする。この観測者は、 ある見かけの力が物体に働いているように見える。
SNO (8) (4)
問2.(注)(イ)~ (N) は記号αを用いて答えよ。
(イ) この見かけの力の大きさ、 方向、 向きを述べよ。
(口) 斜面から物体に働く垂直抗力の大きさを求めよ。
(N) 物体がB点とC点の間をすべっているときの、 斜面に沿う加速度を求めよ。
ただし、斜面に沿って下向きを正とする。
(二) αの大きさを求めよ。
台車の加速度をさらに大きくしていくと、 C点に静止していた物体は斜面に沿って
上向きにすべり始めた。
問3. 物体が上向きにすべりだすための、 台車の加速度の下限を求めよ。

運動学