物理
高校生
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国15すべり台にはたらくカのつりあい
図に示すように, 麻擦のある水平な床の上に
慎かれた質量 47 (kg) 長さ 2/[m] の密度が一様
な肝体の台の上方を重さの無視できるワイヤー
してすべり台を作る。すべり人台の
左端を 0 端右端を A 端, 重力加速度の大きさ
を 9【m/s2] とする。
ただし, 図の床にそった方向を* 直。それに
恒直な方向を 》 軸とし。すべり人台は図のように
テー) 平面内で原点 0 を中心して回転するだけで, よび旨方和の移動はないも
のとする。また, すべり台の厚さはないものとする。
図のように, ワイヤーによって A 端を床から持ち上げ, すべり台と床とのなす角度が
9 (0'く9く90") となったところで静止させた。このとき, すべり台につながれたワイヤ
ーの張力の大きさ 7[N)] を次の(1) から (6 の手順にしたがって求めよ。ただし, すべり台
の延長線とワイヤーのなす角度は c (0"くgく90') であり, 0'く<上のく90" とする。
(1) A 端において, すべり台 OA に対して垂直な力の成分とすべり台 OA に対して平行
なカの成分をそれぞれ77, gw を用いて表せ。
(② すべり台が O 端において床から受ける鉛直上向きの抗力を (N) としたとき, すべ
り台にはたらく鉛直方向の力のつりあいの関係を考えて, を7 ののge
のうち, 必要なものを用いて表せ。
(⑬) 0 端において, すべり台が床から受ける麻擦の大きさ了[N] を 7, 9, を用いて
表せ。また, 摩擦力の向きは ヶ 軸の正あるいは負, いずれの向きかを答えよ。
(⑳ 0 端を中心とした重力によるモーメントの大きさを7, 9, の ヶのうち, 必要
なものを用いて表せ。
⑤) 0 端を中心と したワイヤーの張カ 7 によるモーメントの大きさを。 んg9
のうら。 導なものを
16|15すべり台にはたらく力のつりあい
(⑪) OA に垂直な成分は 7sine (NOA に平行な成分は 7cose (N
⑫ 77g-7sin(9+e) [N] (3⑬ 7cos(の+g) [NJ, 負の向き
《⑭ grcos9 Nm] ⑥⑤ 27rsing(Nm] ⑯ 7g【N)
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