物理
高校生

高2物理基礎力のつりあいについての質問です。写真の図gは、斜面にある箱を下から指で押して上方に滑り出す直前の図です。この箱にはたらく力を平行成分、垂直成分に分解して、写真右下のようにつりあいの式で考えているのですが、斜面に平行な力であっても斜面に平行なそれぞれの力の作用線が違っているなら、力を足し引きできないのでは?と疑問を抱きました。(垂直方向も同様)なんでですか?あと、垂直抗力の作用点が、重力と斜面の交点ではないところもなぜなのか教えてほしいです。

力N, 斜面 斜面からの きに重力W 図g (W x) N F指 F (Wy) 重力Wを W 面に平行な方向について 面に垂直な方向についてNと 7 つりあいの式は 平行成分 F-Wx = 0 垂直成分 N-Wy = 0 なお, 斜面の傾きを0とすると Wx=Wsine Wy=Wcose となる。 8 つりあいの式は 平行成分: F指-F-Wx=0 垂直成分 : N-Wy = 0 4

回答

とてもいい着眼点だと思います。知っていて聞いているのか知らずに聞いているのかはわかりませんが、この問題では箱を「質点」の運動とみなしています。つまり、箱の大きさは考えずある1点が運動しているとみなしているのです。だから、箱が転がったりといったことは考えていません。しかしながら、この箱を質点とみなさず大きさをもつ「剛体」とみなすと、力の釣り合いだけでは解決できないので、力のモーメントというものを考えないといけなくなります。

morigo

おおー!確かに点の運動と考えれば納得いきます!ありがとうございます。本当は大きさを持っているけど、運動を考える際は、点として考えるという認識でokですか?あと、追加で質問なんですが、写真の上の図と下の図で、垂直抗力Nの作用点が異なるのはなんでですか?質問多くてすみませんー

ブドウくん

「本当は大きさを持っているけど、運動を考える際は、点として考えるという認識でokか」に関しては、質点とみなすことが明記されていればそれでよいです。何も書いていなくても、剛体とみなす、回転や転倒について問われていないのであればそれで大丈夫です。

図については単にスペースの問題かなと思います。

すみません、お酒のせいか頭があんまり回ってなくて何回も文章が変な投稿をしてしまいました。

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