Question

藤

剛体の問題についてです！
(1)で、私は2枚目の画像のように図をかいたのですが、答えを見るとNの力(赤で丸つけた力)はいらないみたいでした。2物体間には作用反作用の力が働くと思っていたのですが間違っているのでしょうか､､？🙏🏻💦

II* 粗い水平な床となめらかで鉛直な壁に,質量
M長さの一様な棒AB を, 床から角だけ
傾けて立てかけた。 そして棒の中点に質量mの
小物体Pを置いたところ, 棒の表面が粗いため
Pは棒の上で静止し,棒も静止したままであった。
A点で棒が床から受ける摩擦力の大きさは
(1)である。 ただし, 重力加速度の大きさを
g とする。
また,棒と床との間の静止摩擦係数をμ とすると, 棒が静止してい
ることから
(2)の条件が成り立っている。 Pの位置を少しずつ
変えていくと, A点からの距離がxの位置に置いたとき棒がすべらず
に静止する限界になった。x= (3)である。
(芝浦工大)

N
NA
7.
mg.
Mg
FA

Answer 1

ますっぺ

2物体間には作用反作用の力が働くのは間違っていません。ただこの問題では、物体Pと棒の2物体に着目しているため、結局作用反作用の法則からこの垂直抗力Nは打ち消されてしまうという訳です。なので解答には描かれていないのかと思います。

藤

ご回答ありがとうございます🙏🏻✨
(1)の解答では棒だけに着目して、点Aを中心にモーメントのつり合いを考えていたので、物体Pに働く力は一切考えていなかったのですが、作用反作用のNのうち棒に働くNの方は考える必要あるかなと思ったのですが、それは考えないてことでしょうか､､？何度もすみません🙇🏻‍♀️

GDO

参考までにイメージした画像を添付します（棒の質量０としてます）。
①元の図（小物体の位置は中点）
②棒と小物体を分離した図（つり合いをイメージするための図）
③棒だけに着目した図（解答に必要な棒に加わっている力）
こんな感じでしょうか？
-----
小物体が棒に与えている力は、結局のところmgなので、N（小物体）を考える必要はありません。
（図・計算が複雑になるだけなんです）

藤

分かりやすく図まで書いていただいてありがとうございます！🙏🏻✨
mgを分解してNとfで考える(＝棒だけに着目する)考え方でも答えは出るけど、棒と小物体を一体として考える(＝重力を(m+M)gとして考える)方が解きやすいという感じでしょうか､､！🙇🏻‍♀️

GDO

そうですね。
小物体は止まっているので、完全にくっついてる（一体）と考えて解くのが良いです。
小物体が中点にあるときは(M +m)gで良いですが、位置を変えたときのモーメントは分けて(重心を考えて)計算してください。