物理
高校生
解決済み

(1)についてですが、重力と垂直抗力はつり合うのではないのですか?
つり合いの式で解けというように言われるのですが、まずどんな力があるのか、どこがどのようにつり合っているのか分かりません。つり合いの式について詳しく教えていただけるとありがたいです。
そして、物体が滑り始める直前までは、物体にはたらく力はつり合っているとありますが、どうして動き始めたらつり合わなくなってしまうのですか?
静止摩擦力が最大摩擦力になり、動摩擦力?になるのでつり合わないところは分かりますが、垂直抗力や重力まで変わってしまうのですか?
(2)は、問題に加える力が15Nを超えると物体が静かに滑り始めたとあるので、最大摩擦力と滑り始める直前の力はつり合うと思いこのような答えにしたのですがどうして間違っているのでしょうか?
きっと加える力の方向が床面に平行ではないからだろうとは推測できますが、それがなぜなのかは分かりません。
そして、図の左上にあるものの使い方もよく分からないので、教えていただきたいです。
長文で読みにくかったことと思います。すみません。
画像の字も汚くて申し訳ありませんが、どうか教えていだだけると助かります。
よろしくお願いします。

回答

✨ ベストアンサー ✨

(1)
確かに重力と垂直抗力はつりあいます。
しかし、今回は
物体がずり始めるときです。
その時には、矢印の方向にも力がかかっているはずです。
その力をsinとcosの値で上の力と横の力に分けていきます。
そのため、重力と垂直抗力だけでは上の力にさっきの力が+されるので宙に浮いていることになります。
そのため、矢印の方向の上の力である9Nを引く必要があります!

恋恋♪

(2)に関しても
矢印の方向の横向きの力が原因です。

麻衣

ありがとうございます、理解できました。
ちなみになんですが、sinは上の力でcosは横の力なのですか?
学校で少し習ったのですが、全く理解できなくて…

恋恋♪

簡単に言うと
角度を挟めばcosです。
挟まなければsinになります!!

恋恋♪

大丈夫ですかね……………?

麻衣

ありがとうございます。
あの、(2)についてなんですが、矢印の横向きの力が3Nということでしょうか?
その場合、どのように求めればいいですか?
それと、(1)は、垂直抗力と重力の大きさは変わらないけど、斜めの力が増えるのでつり合わなくなるという解釈でよろしいでしょうか。
何度も質問してしまってすみません。
教えてください!

麻衣

すみません、もうひとつだけ質問いいですか?
あの、斜め上の力がかかったときは垂直抗力と重力はつり合わなくなるということでしたが、床面に平行な力がかかったときは垂直抗力と重力はつり合いますか?
何度もすみません。

恋恋♪

(1)の解釈はOKですよ!!!
(2)の矢印の横向きの力は12Nとなります。
そのため
物体の横向きに12Nの力がかかりますが
動く瞬間なので
逆向きの力である摩擦力が12Nがかかるため
これが答えとなります

恋恋♪

垂直抗力と重力はつりあいますよ?
今回は矢印の方向にも力がかかっているため
引くことを忘れないようにしてくださいね

縦の力と横の力は別々と考えて良いです。
また、上記で説明したとおり、垂直抗力と重力はつりあいます。

麻衣

そうですね、書き方を間違えていました。
(1)は、つり合っているけど新たに力が加わるので結果つり合わなくなるということですよね。
では、床面に平行な力がかかるときは、計算するとき重力=垂直抗力にしてもいいのかな?と思いました。
というか、全く力が加わっていないときだけ重力=垂直抗力という風にできるのか、床面に平行な力なら重力=垂直抗力という風にしても良いのかということがわからないです。
(2)についてして頂いた説明は理解することができました!
どうして分解しなければいけないのかという、根本的な問題すら分かっていなかったので本当に助かりました。
斜めの力では摩擦力などは考えられないので、横向きの力を分解して考えるということですよね?

何度も質問してしまって申し訳ないです。
答えてくださり本当にありがとうございます。
これで最後にするので、よろしくお願いします。

恋恋♪

(1)では
垂直抗力=重力と考えても大丈夫です!!
(2)の考え方はあってますよぉー

麻衣

全て理解できました。
本当にありがとうございます!

恋恋♪

いえいえ(∀`*)ゞ
お役に立てて良かったです

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