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

物理　画像のライン部についてですが、なぜそうなるのか、なぜ分力として考えるのは間違っているのかを教えて下さい

16:40 3月30日(火) 全 33%■ 日本物理教育学会北海道支部会報「物理教育研究 Vol.42」 (2014) の反作用である.R は,通常,抗力と呼ばれる.抗力とは, えているのかも知れない.はじめは抗力だけを書くように指 先の Wikipedia の表現を借りるなら,「物体が面を押してい るとき,作用反作用の法則により,同じ大きさで反対向きの, 固体の面が物体を押し返す力」(一垂直抗力の場合にあった 導することで,このような誤解を減らせることを期待したい。 力の作用点については,高校物理では,これまではあまり 重視されてこなかった気がする.しかし,力が“どこから” “垂直な成分に対し”の部分がない)となる。 はたらくのかは,力が “何から” “何に”“どのように” 筆者が本稿で提案したいのは,高校では,現在の主流であ る最初から垂直抗力と摩擦力を別々に書く方法ではなく,面 倒でも2段階に分けて,はじめは抗力だけを書き,その次に はたらくかに負けず劣らず,正しい力の概念を形成する上で 相当重要であるように筆者は思う、垂直抗力と摩擦力の作用 点が離れているような図は,定評のある書籍類ではさすがに 垂直抗力と摩擦力に分解するという指導である。 例えば,斜面にのっている物体にはたらく力を考えるとき は,次のようになる。 見たことはないが,例えば,垂直抗カ,摩擦力,重力がすべ て同じ作用点から出発している図一 その方がベクト ルを合成するときに便利だからという理由からだろうが一 ー-ーは見たことがある1,このような図は教育的ではない ので,高校の指導では絶対に書いてほしくないと思う. 最後に,これとよく似た話を紹介してこの節を終わろうと 思う,滑らかな斜面上の物体の運動の指導の際,加速度は, 垂直抗力と重力の合力により生じると説明すべきところを 重力の斜面下向きの分力により生じるとする説明を時折見 かけるが,このような指導は不適切だからやめるべきである, との主張がある。厳格過ぎると思われる向きもあるかも知れ ないが,ニュートンの第2法則の本来的な意味を考えると, 十分背ける主張である。物理教師は,斜面上の物体の問題を 見ると,条件反射的に,重力を斜面の平行方向と垂直方向に 分解するが,度が過ぎて,最初から重力を斜面の平行と垂直 の2方向に分けた図を書いてしまうと,このような異に陥り mg 図4 抗力Rは条件や状況によって様々である。 物体が静止または等速直線運動している場合のRは,大き さが mg に等しく向きは鉛直上向き,作用線は重力の作用線 やすくなる。注意が必要である。 に重なる。 (図4) H r!日 A エ」A T! デ +1L 」 ミ1。 L!吉

物理　力学　高校　この写真の本文のようになるのは何故ですか 本文には摩擦力が強くなったからとありますが　何故そうなれば、引き合いに勝てるのかがわかりません

18:18 3月29日(月) 全 21%』 RikaTan 原稿用紙 4/5 れます。このため、作用反作用が力のつりあい と混同されやすいのではないでしょうか。ま た、作用が原因となって結果として反作用が返 ってくるというタイムラグの誤解が生じやすい のもこの語感のせいではないかと思います。 本誌 p.71-73の記事にあるように全てのも のは力を受けると多かれ少なかれ変形します 図3 電車の綱引き が、変形したものが元に戻ろうとして反作用を おもりを載せた方が勝つ。 生じるのだという説明をしたらそれは誤りで す。作用と反作用には同時性と同等性があるの です。因果関係を求めてはいけません。このへ 電車の綱引き んの議論は参考文献5,6に詳しい解説がある 押し相撲の勝負がなぜついたかを考えるため ので参照してください。 にこんな実験をしてみましょう。おもちゃの電 もうひとつ付け加えると、反作用は英語で 車の同じ動力車2台を互いに逆向きに連結して 引き合いをさせてみます。動輪の滑り止めゴム reaction といいますが、これまた「リアクシ ョンが返ってくる」という日常語の語感と結び は外しておきます。水平面上に置いてスイッチ ついて誤解を生みやすい気がします。実は垂直 を入れると、双方とも車輪がスリップして動き 抗力は英語でnormal reaction というので ません。まさに引き分けの状態です。 (だからNという記号で表す)、きっと英語 圏の人たちも作用反作用と力のつりあいを混同 次に、一方の電池を故意に「弱った電池」に して車輪が弱々しく回転する状態で勝負する することが多いのだろうなと想像します。 と、弱い方が引きずられると思いきや、やはり 引き分けで動きません。 参考文献 ところがこの状態で、図3のようにどちらか 一方におもりを載せると、必ず載せた方が勝っ 1)筑波大学附属学校教育局(2005) 「試験 問題から見る教員採用の現状と課題」時事通信 のです。弱い電車もおもりを載せるだけで、元 出版局 気な電車に勝てます。 2)鈴木亨(2006)「作用反作用の法則にま 勝った方の電車に注目すると、引き分けの時 つわる誤解」物理教育通信 No.123 は、相手に引かれる力と面から受ける摩擦力が 3)飽本一裕(2001)「クイズで学ぶ大学の 等しくて「つり合っていた」のですが、おもり を載せると摩擦力が増すのでつり合いが破れ、 物理·たいくつな力学と波動がおもしろい」講 談社ブルーバックス 前進することができたのです。したがって綱引 きも相撲も質量が大きいほど有利です。 4) 「物理基礎」 (2.東書·物基301)東京 書籍 2013年 5)石井信也「理科実験を楽しむ会」の HP 名前のイメージにダマされるな http://sound.jp/oze_isihi/ 反作用という名前には、「作用を受けたこと 6)鈴木亨(2002)「理解と因果関係」物理 に反対/反応する」というような語感が感じら 教育通信 No.107

こちらの問題の解き方を教えてください

(3) 麻物人にはだOS GO の ( (1 ぎす いっる巻きばねと 1.0kg のおもりをと弄 であった。このばねと同じば Oc はそれぞ 0 cm か。 50. 作用反作用の法則 人 図1のように軽 車を用いて壁に取りつけたところ> ばねの伸びは 3.0cm ね①ー に 吉池2 上 kaた マ 10kg 10kg 1.0kg

至急まるで囲んでいるNの垂直抗力はなぜ下にも働くのですか？

答えと、出来れば解説もお願いします

ーー 加 作用反作用の法則 つる巻きばね SS とおもりを。①~て③のように接続する(ばねは軽く。その 画さは無視してよいとする) 。S と S' は異なるつる巻きばねで, おもりはすべ て等しい重さとする。それぞれの場合において,おもりが静止した状態でのば ね S の伸びを観察しこみよう。また, ばねにはどのような力がはたらいており. その大きさがばねの伸びとどのような関係にあるか, 考察してみよう。 ばねSの伸びとして正しいものは, 次のうちのどれか ? ア. ①が最も長い イ.②が最も長い ウ.③が最も長い エ.すべて同じ ⑤ @

(１)の説明をお願いします！ 子どもが押した力を求めるのに何故大人の体重を式に用いるのですか？

/ク. 2物体の運動@ なめらかで水平な水の上で, 質量40 Oke Kg の子どもと 80kg の大人が接近して, どちらも静止して 40kg いた。この子どもが大人を押すと, 大人と子どもはそれぞれ 友対語きに運動 し始めた。大人は押されでている 0.60 秒 の間 ば加枯度が0.25m/s* の等加速度直線運動をし,. その後大人 る子どもる区速直線運動をした。 ⑰) 子どもが大人を郊したカ/は何N か。 2 大人を郊しているときの子どもの加速度の大きさは何 m/sf か。 ) 欧途赴株運動をするようになった大人の速さ , 子どもの速さっは価mVs:

(2)の解説を詳しくして欲しいです。

108 . 積み重ねられた物体和 水平面上に, 2 つの物体A、 Bが積み重ねて思かれている< へAとBとの間に摩擦はあるが, Bと面との問に摩擦はない。 Aに糸をつけて右向きに引 くと、AはBの上をすべり, Bは面の上をすべり出した。このとき、 それぞれの物体が 受ける力をすべて図示せよ。また, 何から受ける力かも, あわせてボせ。 Q) 物体A (⑫) 物体B 1 eea科ーー A

このとき、作用反作用の法則と、力のつりあいが成り立っていると思います。つまりF1(重力)＝F2(垂直抗力)と、F2＝F3(りんごが床を押す力)です。 しかし、この場合、下向きに押す力と上向きに押す力では F2<F1＋F3となり、だんだんと下に沈んでいくのではないですか？

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... 続きを読む

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)