Question

green

解答の力の向きについてです。
ドアとの静止摩擦力f1がしたむきになるのはなぜですか？どのようにしてわかったのでしょうか。

第3問 次の文章(A· B)を読み,以下の問い(問1~5)に答えよ。 (配点 25)
A 図1のように, スーパーボール(ゴム製のボール)をドアに接した状態で
床に置いたところ, ドアを閉めようとしても閉まらなかった。これはスー
パーボールがドアストッパーの働きをしているためである。
ものを
図 1
ボールに働く力に注目して, この仕組みを考えてみよう。 ボールに働く
力には,ボールの重力 W, ドアから押される力(垂直抗力) F. ドアとの間
の静止摩擦力fi, 床からの垂直抗力 N, 床との間の静止摩擦力 f2がある。
なお,ボールの変形は小さく, 図2のように完全な球体と見なす。
ボール
ド
ア
しN
床
図 2

剛体のつり合い落体の運動の理解をもとに,
課題を解決する力を問う問題
第3問
A
ドアストッパーとしてのスーパーボール(剛体のつり合い)
標準)
解法のポイント
問1 力のモーメントのつり合いは,ボールの半径をrなどとおき,ボー
ルと床との接点のまわり,あるいはボールの中心のまわりで立式すると
よい。
問2 ドアおよび床から受ける垂直抗力,摩擦力の大きさに注目し,垂直
抗力と摩擦力の合力(抗力という)の向きを考える。
問3 ボールをドアストッパーとして利用できるためには,ボールとドア
および,ボールと床の間ですべらないことが必要となる。すべらないた
めの条件は,(静止摩擦力の大きさ)い(最大摩擦力uN)である。
設問解説
【力のつり合い,力のモーメントのつり合い)
ボールに働く力は図のようになる。ボールの半径をrとし,ボールと床
との接点を点P, ドアとの接点を点Qとする。
問1
19
正解:0 やや易
F
Q
W
N
f。
P
r
力のつり合いより,
水平方向:F=f。
鉛直方向:N= W+f」
点Pのまわりのカ力のモーメントのつり合いより、
f…r=F.r
0, 3より、
F=f=f2
3
54

力の作図

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

(^ ^)

最初上向きに設定していても大丈夫です。
力のつりあいとモーメントのつりあいの式を連立してとけば、f1の値がマイナスになって出てくるだけです。

(^ ^)

変に直感に意識してミスるより、数式に頼ってしまった方がいいですね🧐👌👌