時間がたちましたが、教えましょうか
明日でも良いですか？
はい、よろしくお願いします
問4
θ=θ1のとき、糸を引く力がF1になった直後に動き出した
ⅠⅠ
糸を引く力がF1のとき、最大摩擦力が働いている、ということ
最大摩擦力＝静止摩擦係数×垂直抗力ですよね。
糸を引く力がF1のときの水平方向の力のつり合いをたてると(右向きを正とした)、
(+F1sinθ1)+(－最大摩擦力)=0すなわち、F1sinθ1－最大摩擦力=0
F1sinθ1－静止摩擦係数×垂直抗力=0・・・①
糸を引く力がF1のときの鉛直方向の力のつり合いをたてると(上向きを正とした)、
(+F1cosθ1)+(+垂直抗力)+(－mg)=0すなわち、垂直抗力＝mg－F1cosθ1
これを①に代入して、F1sinθ1－静止摩擦係数×(mg－F1cosθ1)=0
F1sinθ1－μ×(mg－F1cosθ1)=0
F1sinθ1－μmg+μF1cosθ1=0
F1sinθ1+μF1cosθ1=μmg
F1(sinθ1+μcosθ1)=μmg
F1=μmg/(sinθ1+μcosθ1)
問5
静止摩擦係数が増加する＝左向きの最大摩擦力が大きくなる
＝右向きのF1sinθ1を大きくしないと動かなくなる
＝sinθ1は一定なので、F1を大きくしないといけない
問6
θ=θ1で、糸を引く力をある一定にすると、物体は一定の速さで水平方向に動いた
一定の速さで動いた＝力がつりあっている状態で動いた、ということ。
糸を引く力をFとすると、
仕事＝移動方向に加えた力×移動距離であるから、
糸を引く力がする仕事＝(+Fsinθ1)×L・・・② と表せる。
Fは問題文では与えられてないので、Fを与えられた文字にしたい。
そこで、水平方向と鉛直方向の力のつり合いの式をたてる。
水平方向の力のつり合いの式は、(+Fsinθ1)+(－動摩擦力)=0
動摩擦力＝動摩擦係数×垂直抗力であるから、
(+Fsinθ1)+(－動摩擦係数×垂直抗力)=0・・・③
続く
鉛直方向の力のつり合いをたてると、
(+Fcosθ1)+(+垂直抗力)+(－mg)=0すなわち、垂直抗力＝mg－Fcosθ1
これを③に代入して、Fsinθ1－動摩擦係数×(mg－Fcosθ1)=0
Fsinθ1－μ'×(mg－Fcosθ1)=0
Fsinθ1－μ'mg+μ'Fcosθ1=0
Fsinθ1+μ'Fcosθ1=μ'mg
F(sinθ1+μ'cosθ1)=μ'mg
F =μ'mg/(sinθ1+μ'cosθ1)
これを②に代入して、答えは、
Lμ'mgsinθ1/(sinθ1+μ'cosθ1)
問7
θ=θ1で、糸を引く力をF2にすると、物体は一定の加速度で水平方向に動いた
一定の加速度で水平方向に動いた、ということは、水平方向の力はつりあっていない、とい
うこと。なので、水平方向は運動方程式をたてて考える
一方、物体は床に接したままであるから、鉛直方向は力がつりあっているから、
鉛直方向は力のつり合いの式をたてて考える
水平方向の運動方程式は、加速度が右向きだと仮定すると(右向きを正とすると)
m×(+a)=(+F2sinθ1)+(－動摩擦力)すなわちma=F2sinθ1－動摩擦力
ma=F2sinθ1－動摩擦係数×垂直抗力・・・④
鉛直方向の力のつり合いをたてると(上向きを正とした)、
(+F2cosθ1)+(+垂直抗力)+(－mg)=0すなわち、垂直抗力＝mg－F2cosθ1
これを④に代入して、ma=F2sinθ1－動摩擦係数×(mg－F2cosθ1)
ma=F2sinθ1－μ'×(mg－F2cosθ1)
ma=F2sinθ1－μ'mg+μ'F2cosθ1
ma=F2(sinθ1+μ'cosθ1)－μ'mg
a=F2(sinθ1+μ'cosθ1)/m－μ'g
問8 わかりません
分からなければ質問してください
凄く丁寧に解説してくださりありがとうございます！
お願いします！