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物理 高校生

71の(1)の黄色の途中式なんですが、 a=の形に持っていくのにどうして(m+M)が分母にしかないのかよくわかりません。

B:3.0×a=T この2式を連立して a, Tを求める。 ①式+②式より 5.0×a=8.0 a=1.6m/s° aの値を②式に代入して T=3.0×1.6=4.8N のここがポイント Aには鉛直上向きに外力F, 鉛直下向きに重力 mg と張力Tがはたら aで運動する。一方, Bには鉛直上向きに張力T, 鉛直下向きに重力 M きに同じ加速度aで運動する。 71 (1) 物体Aには, カF, Tおよび重力 mgがはたらく。 鉛直上向きを正として運動方程式を立てると ma=F-T-mg 物体Bには, カTと重力 Mgがはたらく。同様に 運動方程式を立てると F A m Ma=T-Mg の式+2式より (m+M)a=Fー(m+M)g mg F よって T a= m+M 3 T (2) 3式を②式に代入して M( F -g=DT-Mg m+M よって T=ー M -F m+M M |Mg (3) 糸が切れないためには T<2Mg これとの式より M F<2Mg よって F<2(m+M)g m+M のここがポイント 子どもが力Fで大人を押すと, 作用反作用の法則より子どももカFで押 れぞれについて運動方程式を立てて未知の量を求める。 力がはたらいてい 加速度直線運動の式が成りたつので, 押したあとの速さが求められる。 72 (1) カFを受けた大人について運動方程式 「ma=F」を立てると 80×0.25=F よって F=20N (2) 子と もけ(1)の力の丘佐田(土キさは(1)」 20ON と、再 トフ

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物理 高校生

波線を引いたところが分かりません。なぜ重力ではなく垂直抗力の反発力がモーメントに影響するんですか?

必解14.〈棒のつりあい) 次の文章を読み, a~c]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1,質量Mの一様な細い棒を床から垂直な壁 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 なめらかで棒と壁の間には摩擦察はないが,棒と床の間の静止摩擦 係数はμである。ただし、 重力加速度の大きさをgとする。 (1) まず, 立てかけた棒がすべり落ちないためにμが満た 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さはア]であり、 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さは イ]である。それゆえ, 静止摩擦係数は μ>ウ]を満たす必要がある。 (2) いま,質量 mの小さな粘土の粒を, 棒の上にそっと置 2 力とつりあい 11 ア クに適切な数式を記入せよ。また, 壁 45°% 床 c]の選択肢 a (8 3 5 45°) ただし,いずれも鉛直面内とする。 いた。点Pから棒にそって今0 2 -1の位置に置いても棒がすべり落ちないための条件を考えよ う。粘土粒が棒上に固定されているとき, 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 向きはa で大きさはエ である。(1)での考察と同様に, 棒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, 静止摩擦係数は μ>オ]を満たす必要がある。 次に,粘土粒を取り除き, 同じ質量 mの小球を, 棒の点Pから棒にそって打ちだしたと 2 ころ,小球は棒をのぼり始めた。小球が点Pから棒にそって今いの位置まで上がっても棒 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,小球にはたらく力 は、重力と棒からの垂直抗力であり,その合力の向きはb]で大きさはカ]であ り、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,逆に棒が小球から受ける 力は,向きはc]で大きさはキ」である。。これまでの考察と同様に、棒にはたらく 力のつりあいと力のモーメントのつりあいから, 静止摩擦係数は μ2ク]を満たす必 [11 立命館大) 要がある。 G

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