物理
高校生
物理重要問題集2019なんですけど解答以外の答えの導き方ってありますか？
居力とつりあい 11
遼S14. 〈居のつりあい〉
克の六章を読み、 [アーク] に造切な数式を記入せよ。 また:
[還』に[5]については選択肢よ り適切な向きを選べ。
図のように, 長さ/ 質量7の一様な細いぃ棒を床から垂直な層 壁|
だ 45" の角度で立てかけた。 棒が床と接する点をP とする。壁は
なめらかで棒と璧の間には摩擦はないが. 棒と床の間の静止摩拉
作切はんである。 ただし, 重力加速度の大きさを9とする。 He
旨 ます 立てかけた棒がすべり落ちないためにが満た 【呈ー[G] の選択肢
すべき条件を考えよう。棒にはたらくのつりあいから、
棒が床から受ける垂直抗力の大き さきは[アゴであり,
琴にはたらく力のモーメントのつりあいから, 棒が壁か
ら受ける垂直抗力の大きさはイー]である。それゆゅえ,
遂下近作数は ミーウー] を満たす必要がある。 | タタ
(9 ゆま, 質量 の小さな粘土の欄を、棒の上にそっと世 ただし いで6も40末内とする
いた。点から株にそって 人7の位置に四いても権がすべりちないための条件を考えよ
2 粘二科が挫上に固定さんているとき, 机土杜にはたらく力は重力と棒からの抗カで
これらがつりあっている。したがって作用友作用の法則から。棒が粘土材から受ける力の
向きは| a_」で大きさは[しエ ]である。 (1)での考察と同様に。権にはたらく力のつりあ
いと力のモーメントのつりあいから, 静止訂拉係数は ん= ] を満たす必要がある。
(3) 次に, 粘土欄を取り除き, 同じ質量 ヵ の小球を, 株の点P から棒にそって打ちだしたと
ころ 小球は権をのぼり始めた。小球が点Pから権にそって 信/ の位置まで上がっても秩
がすべり落ちないための条件を考えよう。小球と棒に摩擦がないとき。小球にはたらく
は, 重力と村からの垂直抗力であり, その合力の向きは[b_]で大きさはしカ |]であぁ
り。小球の動きは材にそった等加速度運動となる。 したがって, 遂に棒が小球から受ける
| カは。 向きはしc_ 」で大きさはキキ] である。これまでの考察と同様に、棒にはたらく
カカのつりあいと力のモーメントのつりあいから, 静止麻折係数は xsしクー] を満たす必
要がある。 (1 立命館大]
吉 (棒のつりあい〉
(の 『力のモーメントのつりあい, 重力 7 を捧に直交する成分と平行が成分に分解する
の '棒がすべり落ちないための条件 叶 棒にはたらく摩振力=最大礎捧力 /V
!和粘土粒が棒上に固定されている 叶 粘土粒には垂直抗力と摩擦力がはたらいており。 それらの合力が棒からの抗力
になる
の 「小球の動きは棒にそった等加速度運動」"ゆ 小球にはたらく棒に重直なカの成分はつりあう
1) 点Pで棒にはたらく乗直抗力を Wi。摩近力を 刻、層と接する点をQとし。
Qで受ける璧からの垂直抗力を 尺 とすると, 棒にはたらく力は図a となる。
) 鉛直方向のカカのつりあいより =の ン"⑰
ィ) 点Pのまわりの力のモーメントのつりあいの式は,「,X/」 より, 回転軸
Pからの距離と直交する成分を考えると(図a)
Mgcos45 メーAusin45X79を
生革り 1 > 7
ょって 2オーし ゅぇに 璧= 9
7 6 7% 2 7/ 年※A 「メた」で考える
の 水平方向の力のつりあいと⑤式より 尺= よって =う2 ……ぐ | と(Eb)
株がすべり落ちないためには。 摩擦 が最大訂擦力の大きる
「友=gW」 以下であればよいので。 方Vn⑧
る, @. @式より zzzwg ゅに =
2fafc 粘土絞にはたらく力は図cのようになり, 権から粘土科にはたらく抗
力 (垂直抗力と摩擦力の合力) は重力 xp とつりあう。この抗カの反作用
がが図dのように和炊にはたらくので, 棒が粘土米から受ける力の向きは負直
向き(あぁ (9) で大ききはg 品
9 (と同様に。棒にはたらく力を図dのように定義する。
水平方向ののつりあいより 王カ cc3め)
また, 殺直方向のカのつりあいより
=479キ婦の 。 よって As=(がTp③④
京Pのまわりの力のモーメントのつりあいより,「+X」 を用いて
Acos457才gcos45 信二記sin457X7
2拉25
すなわち Mr太22す2の 79573/ ん
ょって 2 30
(Tka 小陸にはたらくカカは図
と直交する成分がつりあうので。
未学方向のカのつりあいより 刀:
ょって な=たTr方
では具なる
傘がすべリ落ちないための条作は 万g2
97よ
34 <. 28キみ。
/E四形の回礎のつりEN
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立式自体は、僕が解いても同じになるね。