必修
基礎問
物理
14
剛体のつりあいI
以下の問題文を読んで[
|の中に適当な式または数値を入れよ。ただ
し,棒の質量は無視でき, 重力加加速度の大きさをg[m/s°] とする。
図に示すように, 長さ L [m] の棒の一端を壁上
の点Aにつけ, 他端(点B)には糸をつなぐ。棒は
張力T[N]で糸に引っ張られており,壁からは垂 壁F
直抗力N [N] を受け, 壁との間に摩擦力F[N]が
働いている。さらに, 棒には壁側から距離a[m] の
ところに質量 m [kg] のおもりが付けられていて,
棒と壁のなす角は常に 90°に保たれた状態で静止し
糸
T
棒 0
B
A。
N
a
『mg
ている。
点Aのまわりの力のモーメントのつりあいから, 糸に働く張力 T [N] は
( [N] となる。これを用いると, 棒に働く力のつりあいから, 垂直抗力
N [N)は(2) [N], 摩擦力F [N] は (3) (N] となる。
次に,糸の長さを調節して点Cの位置を壁上でずらして, @=45°としたあ
と,おもりを a=L[m] の位置(点B) につけた。 おもりの位置をゆっくり
と左に動かして a= [m] となったとき, 棒は静止したままだったが、
これより少しでも左へ動かすと棒は滑りだした。 棒と壁の静止摩擦係数を μo
であることがわかる。
とすると, μo=(4)
(北見工大)