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力学
8 運動方程式
物体A(質量 M) およびB(質量)を
糸の両端に結び, A を滑らかな斜面上にお
き, Bを斜面の上端に取り付けた滑車を通
してつり下げる。 いま, Aを手で支え,そ
の水平な上面に物体Cをのせてから,Aを
静かに放したら,AはCをのせたまま斜面
に沿って加速度(gは重力加速度)で滑
りおり始めた。Aが距離だけ進んだとき,
C
A
B
CをAの上から取り去ったところ,Aはその後一定の速度で滑りおり
ていった。
(1) 斜面が水平面となす角はいくらか。
(2) 加速度運動をしているときの糸の張力はいくらか。
(3) 等速度運動をしているときのAの速さはいくらか。
(4) 物体 Cの質量はいくらか。
(5) 加速度運動をしているときCがAに及ぼす鉛直方向の力はいくら
か。
(6)加速度運動中, CとAの間に滑りを起こさないためには, 両者間
の静止摩擦係数はいくら以上でなければならないか。
(兵庫県立大)
Level (1)~(4)(5),(6)
Point & Hint
(1) C を取り去った後の運動に目をつける。等速度運動は力のつり合いのもと
で起こる。
(2)Bに注目する。
(5) 力は2物体間で生じ, それぞれが受ける力の大きさは等しく, 向きは逆向きで
あるという作用・反作用の法則を意識して,Cに注目する。
(6)AC 間に滑りはないから, AC間の摩擦は静止摩擦。