Question

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⑶のクだけ間違えて、解答見たのですが理解出来ませんでした。力のつりあいの式ではmgを図fのように分解したものを使っていて、モーメントでは図eのmgのまま使っていて、意味が分からなくなりました。今自分が何を言ってるのかも分かりません笑
なので⑶のクの解説をわかりやすくお願いしたいです。

圏*14. 棒のつりあい〉
の文章を読み、[ア] 一[| に適切な数式を記入せよ。また,
|-L ]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の一様な細い権を床から垂直な民   台|    棒
に 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
なめらかで権と壁の間には摩擦はないが, 棒と床の間の静止摩擦            パYP
係数は 7 である。ただし, 重力加速度の大きさを 9 とする。              床
(1) まず, 立てかけた棒がすべり落ちないために/が満た La]ー[c]の選択肢
すべき条件を考えよう。棒にはたらく力のつりあいから,
棒が床から受ける垂直抗力の大ききは
棒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きはしイ |である。それゆえ,
静政摩擦係数は =ウー] を満たす必要がある。
(⑳) ゆま, 質量 の小さな粘土の粒を, 棒の上にそっと世
いた。点Pから棒にそって / の位置に置いても本がすべり落ちないための条件を考えよ
う 。精科が権上に固定きれているとき, 粘土粒にはたらく力は, 重力と棒からの抗力で.
これらがつりあっている。したがって作用反作用の法則から, 棒が粘土粒から受ける力の
向きましョで大ききはしモ 」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, 散訂折係数は ん=チオ ] を満たす必要がある。
(@) 次に粘土粒を取り除き, 同じ質量 の小球を, 棒の点P から棒にそって打ちだしたと
ころ. 小球は棒をのほり始めた。小球が点P から棒にそって 補 の位置まで上がって$棒
がすべり藩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、小球にはたらくカ
は。 重力と棒からの垂直抗カであり, その合力の向きはし5_]で大きさはしカ 」であ
、小球の動きは棒にそった等加速度運動となる。 したがって, 逆に権が小球から受ける
力は』 向きはで]で大ききはビキ|である。これまでの湖具と同様に, 株にはたらく
力のつり あいとカカのモーメントのつりあいから,藤止摩擦係数は ん=[-ク ] を満たす必
要がある。                                           (1 立命館大)

(3Wb人2 小球に    く力は図 6のようになり、棒からの垂直抗力と重力の棒
と直交する成分がつりあうので, 重力の極と平行な成分が合力となる。よ
って合力の向きは秩と平行に右下 45* の向き (① ……(6) で, 大ききは

婦のsin 45*             9

(<計) 棒は図 f のように小球が受ける垂直抗力の反作用を受けるので, 棒と
垂直に左下 45* の向き (⑥       c)) で, 大ききは

Be
gcos45"ニツテ

(② (⑪)と同様に。 棒にはたらく力を図f のように定義する。
水平方向のカのつりあいより 三方十gcoS45*・sin45*
よって  =なToっケ     ゆえに 一記一
また, 鉛直方向のカのつりあいより Am=A79二gcos45"・cos45"

1         2
ょって  =40+ ypあートージッ        思3D)

点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

 

 

 

$

 

 

2Mgcos45"Xす+ goos457メAsin457X7

boて 人 了 も= -訪%

                                                                                                                                                                                                                                                                 
 
 

oAfe VM。であるので, ①, ①式より
したがって っ2

 

 

3(27十巡.

 

で※B 物体が斜めの棒上に
固定された場合(②の場合)
と, 摩擦のない棒上を動く場
合(③の場合)とでは異なる
灯果となる。