Question

こ

ここの問題がわからないです。
特に作図のところがよくわかりません。解説お願いします。

この一端を取りつけ、傾きの角が0のなめらかな斜面上に
TO
置いた。次に、それぞれのばねの他端 A, B を,AB間
この長さが2となるように斜面に固定した。 小球が静止しているとき, AP間の長さ
43
はいくらか。 重力加速度の大きさをgとし,Pの大きさは無視できるとする。
板の上にいる人の力のつりあい 図のように、 軽くてなめ
らかな定滑車に軽い綱を通し, その一端に軽いロープにつながれ
た重さ100Nの板をつり下げる。 重さ 600Nの人がこの板に乗
り、綱の他端を引いた。 有効数字は考えなくてよい。
(1) 人が綱を引く力の大きさが200N のとき, 板は地面から離
れなかった。 このとき, 人が板から受ける力の大きさはいくら
か。 また, 板が地面から受ける力の大きさはいくらか。
(2)人が綱を引く力を徐々に大きくしていったところ、 引く力の
大きさがある値をこえると, 板は地面から離れた。 その値はいくらか。
3
4
44 連結したばねのばね定数 図のように、天井に固定したばね定数
の軽いばねにばね定数k の軽いばね2を直列につなぎ、 その下端
に質量mの小物体をつり下げる。 重力加速度の大きさを」 とする。
(1)ばれとばわりのそれぞれの他がいくか
綱
ばね
人 (600N)
板
(100 N)
20000000
k₁

(数2k)はxだけ
伸びている。 フックの法則 F=kxから、Pは下のばねからkx 上の
ばねから2kxの大きさの力を受ける。
斜面に平行な方向の力のつりあいから、
2kx+kx-mgsin0=0 よって、x= mgsine
3k
したがって、 AP=1-x=1mgsine
3k
図1-mgsing
3k
[補足] 斜面に垂直な方向の
力のつりあいから、Pが
斜面から受ける垂直抗力
の大きさは、mgcosd
43 板の上にいる人の力のつりあい
[考え方 ロープと板を1つの物体とみなし、 人と 「ロープ+板」のそれぞれについて力のつりあいを考え
る。それぞれの物体が受ける力を見つける際は、作用・反作用の関係にも注意す
人が綱を引く力の大きさを T〔N〕, 人が板から受ける
垂直抗力の大きさをR[N], 板が地面から受ける垂直
抗力の大きさを N〔N〕 とすると, 人と「ロープ+板」が
受ける力はそれぞれ図 a, 図bのようになる。
人と「ロープ + 板」 が受ける力のつりあいの式は,
大人
プ
1600N
a
●作用・反作用の法則から、
次の力の大きさは、
綱が人を引く力・・・T〔N〕
・板が人から受ける力
R[N]
-
32
-

両
人
:T+R-600=0
・ロープ+板:T+N-R-100=0
(1) T=200Nを① ② に代入して、
200+R-600=0
...①
T
. ②
200+N-R-100=0
...④
③ ④ から R=400N, N=300N
100 NV
R
人が板から受ける力の大きさ・・・400N
図b
板が地面から受ける力の大きさ・・・300N
ロープ+
◆発展 44
軽い綱の張力の大きさ
は両端で等しいロー
プが綱から受ける方の
大きさはT〔N〕
[補足] いくつかの物体をま
とめて1つの物体とみな
すとき、これを系という
解説では、ロープと板を
.. ⑤
(2) 板が地面から離れる直前ではN=0Nとなるから、 ②に代入して,
T-R-100=0
①⑤から、R=250N, T=350N
したがって、人が綱を引く力の大きさが350N をこえると, 板は地面
から離れる。
44連結したばねのばね定数
答 350 N
1つの系と考えている。
こうすることで、ローブ
と板の間で及ぼしあう力
を考えなくても済む。