3.力のつりあい 35
70.弾性力と垂直抗力
内壁がなめらかな箱の中につけ,他端におもりをつ
ける。箱を水平に固定した状態で,おもりを 10N
の力で水平に引いたところ,ばねが 10cm伸びた。
重力加速度の大きさを9.8m/s°とする。
(1) ばねのばね定数を求めよ。
(2) 箱の左側をもってゆっくり傾けると,ばねはしだいに伸び, 30°傾けたとき,伸びが
49cm となって,おもりは箱の内壁にちょうど接した。おもりの質量を求めよ。
(3) 箱を鉛直に立てたとき,おもりが内壁から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。
ヒント(3) おもりは重力,弾性力、垂直抗力の3つの力を受けており,それらはつりあっている。
図のように,ばねの一端を
内壁
F000000
-49cm→
例題8
71.つりあいと作用·反作用
Aと質量10kgの物体Bが,水平面上に重ねて置かれている。
重力加速度の大きさを9.8m/s°とする。
(1) 物体Aが受ける力を矢印で描き,その大きさと何から受
ける力かも示せ。
(2) 物体Bが受ける力を矢印で描き,その大きさと何から受
ける力かも示せ。
(3)(1),(2)の力のうち,作用·反作用の関係にあるものを答えよ。
図のように,質量 5.0kg の物体
A
B
例題9
72.糸でつながれた2物体
と質量1.0kgの物体Bを糸でつなぎ,軽くてなめらかに回転す
る滑車にかけ, Aの下に板Cを置いて静止させる。重力加速度
の大きさを9.8m/s° とし,はじめBの下におもりはないとする。
(1) Aが受ける糸の張力と,AがCから受ける垂直抗力の大
きさはそれぞれいくらか。
(2) Bの下に質量 1.0kg のおもりをつるしたとき,Aが受け
る糸の張力と,AがCから受ける垂直抗力はそれぞれいくらか。
(3) CがAから受ける力が0になるのは,Bの下に何 kg のおもりをつるしたときか。
ヒント糸はその両端につながれた物体に同じ大きさの張力をおよぼす。
図のように,質量 3.0kgの物体A
A
B
例題9
73.磁石の力と作用·反作用
の上に置かれている。重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。
(1) Aが受ける重力と垂直抗力を図示し,それらの大きさを
質量0.50kgの磁石Aが木の机
A
求めよ。
(2) Aの中心に軽い棒を取りつけ, Aの上に,中心に穴のある
質量 0.50kgの磁石BをAと反発するようにのせると,浮い
た状態で静止した。このとき,AとBが受ける力を図示し、
それぞれの力の大きさと,何が何から受ける力かも示せ。
例題9
B
第I章