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物理 高校生

類題1の解き方を教えてください!

例題1 壁に立てかけた棒のつり合い A 水平な床からなめらかで鉛直な壁に,質量 m で長さLの 一様な棒を,壁となす角0で立てかけたが,棒は倒れなか った。棒の重心は棒の中点にある。このとき,棒と床との 接点Bで棒にはたらく静止摩擦力の向きと大きさを答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 0 L 5 B 指針 棒にはたらくカを図に描き, 剛体のつり合いの条件を考える。このとき, 力のモーメントのつり合いは任意の点のまわりで考えてよい。 解 図のように,棒には次の力がはたらく。 ·重心Gに,鉛直下向きに大きさ mg の重力 · 壁との接点Aで, 水平右向きに大きさ N,の壁からの垂直抗力 . 床との接点Bで, 鉛直上向きに大きさ N。の床からの垂直抗力 * 床との接点Bで, 水平左向きに大きさFの床からの静止摩擦力 これらの力がつり合っていることから, 次式が 成り立つ。 水平方向:N.-F=0 鉛直方向:N2-mg=0 点Bのまわりの力のモーメントのつり合いより, 10 N, 15 -2 G Lcos0 -N.Lcos0+mg· Lsin0=0 AN。 1 20 式0, 3より, F= -mgtan0 2 mgy よって, 棒にはたらく静止摩擦力は, B 水平左向きにっmgtan0である。 2 Lsin@ 例題1の解では, 点Bのまわりの力のモーメントのつり合いを求めたが、 力のモーメントは任意の点のまわりで考えてよい。上で求めた解を果いて、次 の点のまわりの力のモーメントもそれぞれつり合っていることを礎 類題 25 (1) 点A (2) 点G(棒の重心) (3) 点P(壁からの垂直抗力と床からの垂直抗力の作用線の交点) 全! 古 エ )

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物理 高校生

(3)を解説お願いします。 回答だと少し理解できません。

| 碗展例題唱2JLXOE7EA (人 発展問題137 粗い床上に, 重き 。高さZ, 幅の直方体が置かれている。 しーー 生 図の点A, Bは, 直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 す。点人に終をとりつけ, 水平右向きに大きさ婦の張力で引いた。 はじめ直方体は静止していたが, を徐々に大きくすると。やが B の て点Bを回転軸として倒れた。次の各問に答えよ。 (⑪) 直方体が静止しているとき, 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 左向きにいくらの距離にあるか。 (⑫) 直方体が回転し始めるのは, がいくらをこえたときか。 (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数んは, いくらより大きくなければならないか。 『攻3議蘭 下直抗力の作用点は。 7ー0のとき : 1 きき : 。素①を②に代入して。 *ーをーーe に重力の作用線上にある。 7を大きくすると, 作 : 用点は徐々に右側にずれでいき, やがて底面から : (2) のを大きくすると, 垂直抗力の作用点は右 外れたとき, 直方体は点Bを回転軸として倒れる。: 側にずれる。(1)のが0になるときの旨力を 人のとすると, 張力がこれよりも大きくなると の ⑪) 垂直抗力をW, 点 ト 1 ゝ外4 Bからその作用点まで 倒れるので, 0=ニテー稼2 mー5。W の距離をィ, 静止摩擦 (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつり あい カカを刀とすると, 直方 し0 aa …⑨ : 直方体がすべらないためには, =uV 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 これに式①, を代入して, 7ミミzW これから, 7が をこえるとる直方体はすべ のカカのつりあいから, ププ っ =玉 …① 人 り 始める。直方体はすべる前に個れるので 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか 5 2 をcz >を ら, PみーZg-Aw=0 …②

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| 碗展例題唱2JLXOE7EA (人 発展問題137 粗い床上に, 重き 。高さZ, 幅の直方体が置かれている。 しーー 生 図の点A, Bは, 直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 す。点人に終をとりつけ, 水平右向きに大きさ婦の張力で引いた。 はじめ直方体は静止していたが, を徐々に大きくすると。やが B の て点Bを回転軸として倒れた。次の各問に答えよ。 (⑪) 直方体が静止しているとき, 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 左向きにいくらの距離にあるか。 (⑫) 直方体が回転し始めるのは, がいくらをこえたときか。 (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数んは, いくらより大きくなければならないか。 『攻3議蘭 下直抗力の作用点は。 7ー0のとき : 1 きき : 。素①を②に代入して。 *ーをーーe に重力の作用線上にある。 7を大きくすると, 作 : 用点は徐々に右側にずれでいき, やがて底面から : (2) のを大きくすると, 垂直抗力の作用点は右 外れたとき, 直方体は点Bを回転軸として倒れる。: 側にずれる。(1)のが0になるときの旨力を 人のとすると, 張力がこれよりも大きくなると の ⑪) 垂直抗力をW, 点 ト 1 ゝ外4 Bからその作用点まで 倒れるので, 0=ニテー稼2 mー5。W の距離をィ, 静止摩擦 (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつり あい カカを刀とすると, 直方 し0 aa …⑨ : 直方体がすべらないためには, =uV 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 これに式①, を代入して, 7ミミzW これから, 7が をこえるとる直方体はすべ のカカのつりあいから, ププ っ =玉 …① 人 り 始める。直方体はすべる前に個れるので 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか 5 2 をcz >を ら, PみーZg-Aw=0 …②

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| 碗展例題唱2JLXOE7EA (人 発展問題137 粗い床上に, 重き 。高さZ, 幅の直方体が置かれている。 しーー 生 図の点A, Bは, 直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 す。点人に終をとりつけ, 水平右向きに大きさ婦の張力で引いた。 はじめ直方体は静止していたが, を徐々に大きくすると。やが B の て点Bを回転軸として倒れた。次の各問に答えよ。 (⑪) 直方体が静止しているとき, 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 左向きにいくらの距離にあるか。 (⑫) 直方体が回転し始めるのは, がいくらをこえたときか。 (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数んは, いくらより大きくなければならないか。 『攻3議蘭 下直抗力の作用点は。 7ー0のとき : 1 きき : 。素①を②に代入して。 *ーをーーe に重力の作用線上にある。 7を大きくすると, 作 : 用点は徐々に右側にずれでいき, やがて底面から : (2) のを大きくすると, 垂直抗力の作用点は右 外れたとき, 直方体は点Bを回転軸として倒れる。: 側にずれる。(1)のが0になるときの旨力を 人のとすると, 張力がこれよりも大きくなると の ⑪) 垂直抗力をW, 点 ト 1 ゝ外4 Bからその作用点まで 倒れるので, 0=ニテー稼2 mー5。W の距離をィ, 静止摩擦 (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつり あい カカを刀とすると, 直方 し0 aa …⑨ : 直方体がすべらないためには, =uV 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 これに式①, を代入して, 7ミミzW これから, 7が をこえるとる直方体はすべ のカカのつりあいから, ププ っ =玉 …① 人 り 始める。直方体はすべる前に個れるので 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか 5 2 をcz >を ら, PみーZg-Aw=0 …②

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物理 高校生

なぜFのモーメントは考えなくていいのですか?

上有> 剛体のつりあい RT (発展問題 137 粗い床上に, 重き ,高きo 、幅の直方体が結かれている。 図の点A。 Bは。 直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 す。点ん人に糸をとりつけ, 水平右向きに大きさ 分の張力で引いた はじめ直方体は静止していたが, 7を徐々に大きくすると, やが て点Bを回転軸として倒れた。 次の各問に答えよ。 (1) 直方体が静止しているとき。, 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 左向きにいくらの距離にあるか。 (2) 直方体が回転し始めるのは, 7がいくらをこえたときか。 9) (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数 は, いくらより大きくなければならないか。 垂直抗力の作用点は, アー0のとき : 1 の _の7 に重力の作用線上にある。 7を大きくすると, 作 | ツン に代入して,。 テーョュー 用点は徐々に右側にずれていき, やがて底面から : (2) 7を大きくすると, 垂直抗力の作用点は右 外れたとき, 直方体は点Bを回転軸と して倒れる。: 側にずれる。 (1)のが0になるときの張力を 細電 人 : 作とすると, 張力がこれよりも大きくなると (1) 垂直抗カをW, 点 . | トン人さあっ章 まめ Bからその作用点まで 人 の距離を*, 静止摩擦 カカを刀とする と, 直方 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつりあい から, の2 …③ 直方体がすべらないためには, 刀ミMV iDGEsW0還GDIL xGH中7に7 の力のつりあいから, パ ト か これから, 7がんをこえると直方体はすべ = …① ! 3 り 始める。 直方体はすべる前に倒れるので 点Bのまわりの力のモーメントのつりあい 1 ヵ ヵ ヵ : 全くん叱 3。 くみ ん>ーー ら, テ7gAz=0 …② 物

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