Question

しゅしゅ

N-mg＋Tyとあるのですが、なぜこうなるのでしょうか？静止している時はN＝mgになるのでは？
式変形するとN＋Ty＝mgになっておかしくならないですか？

(6
(IR)
の (1)鉛直上向きをy軸の正の向き,水平右
向きをx軸の正の向きとする。
動き出したときの張力Tのy成分T,は,
T,-Tsin30"- 5-
4.9
2
2
ッ方向は,力のつり合いより,
N+(-mg) +Tッ=N-2.0×9.8+ =0
ゆえに,
N=19.6-2.45= 17.15=17N
4.9
2
Ty。
;T
NA
1
30°:
『T。
BAを軸とする
mg
Fo=μN
(2)動き出したときは,最大摩擦力Foは,
Fo=Tx=Tcos30°
TIS)
丁S
一方, Fo=μNであるから,
V3
4.9×-
Fo。
N
2
4=
2
17.15
0.3L
=0.25

Answer 1

たこ焼き

そもそも、なぜN＝mgになると思いましたか？

しゅしゅ

m gは物体のみにかかる重力だからそれに釣り合うのは垂直抗力のNだけなはずなのにそれにcos30？を足すのはなぜ？って思ったからです

たこ焼き

まず、m gは物体のみにかかる重力だからそれに釣り合うのは垂直抗力のNだけなはず、という考えが間違ってます

物体は静止しているから、鉛直方向の力も水平方向の力もつりあっています。
なので、物体に働く力をすべて鉛直方向と水平方向に分解して、力のつり合いの式をたてます。　　※力がつりあっているということは、合力=0ですよね。
で、物体に鉛直方向に働く力は、下向きのmg、上向きのN、上向きのTyだけですよね。
鉛直方向に働く力はつりあっている、すなわち、鉛直方向に働く力の合力(合わせた力ですよね)は0だから、上向きを正とすると、
　　(－mg)+(+N)+(+Ty)=0　すなわち、N－mg+Ty=0
　　※別に下向きを正として、(+mg)+(－N)+(－Ty)=0　すなわち、mg－N－Ty=0でもよいですよ。

では、なぜ、しゅしゅさんは、静止している時はN＝mgになるはず、と思い込んでしまったのか。それは、今までは物体に働く力は下向きの重力と上向きの垂直抗力しかなかったからです。この場合、物体が静止していた場合、力はつりあっているから、
力のつり合いの式(合力=0の式)をたてると、(－mg)+(+N)=0、すなわち、N=mgになります。

なので、静止している時は必ずN＝mgになると覚えるのではなく、
静止している=力はつりあっている、すなわち、合力=0の式をたてる、と覚えれば間違いません。

分からなければ質問してください

Answer 2

unknown

問題文がないのでなんともいえませんが、静止している時の力のつりあいではなく、動いてるときの力のつりあいではないでしょうか?おそらくこれは、水平方向にしか動かない物体なので、鉛直は力のつりあいが使えるのだと推測します。

しゅしゅ

問題文こんな感じです！

unknown

(´˘`＊)

しゅしゅ

N＝mgになるのは摩擦が働かないときだけですか？何度もごめんなさい🙇‍♂️物理基礎が苦手すぎて😢

unknown

荒い床なので、摩擦が働かないことはありません。そして、Tを大きくしていくと、動き出すと書かれているので、静止しているときもTは存在します。

静止しているとき力のつりあいは、静止摩擦力をRとおくと

水平R=Tcos30
鉛直N+Tsin30=mg

【静止摩擦力】
・物体が静止している時に働いてる力
・下が荒いときのみ
・静止摩擦力は公式がないので文字置きして力のつりあいから求める
・最大静止摩擦力はμN←公式で動き出す直前のとき

しゅしゅ

静止摩擦力のときの垂直抗力のは釣り合いで求めればいいのですね！ありがとうございます！