Question

ほんちゃん

物理基礎なのですが、
基準を斜面に沿って下向き正にするのと、上向き正にするのでは答えが関わってしまいます。

どこが間違っているかを教えてください

6
30°の傾きを持った斜面の上に
質量20kgの物体が静止している。
静止摩擦係数をμ=√3/2 と
する。 ただし、重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。
a) 物体に、 斜面に沿って、 上向きに50N を加えた。
静止摩擦力を求めなさい。

NOS
mgs in 200
f
mg cos
L f De f e Tz.
20°
Gim
mgsin 30° + f -50 =0
20x9.8×12=98
t. -48
30
斜面上向き 48N
mgsin 200
f
NOS
mg cos 30⁰
To
1300
mg
- mgsinto- f +50 =0
f = -48
斜面下向き48N

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

大自然の中田 敦彦

これでどうでしょうか。
向きまでを説明しようと思い、説明を書いてみましたが、難易度が高く、これ以上は書けそうもありません。
→f1（f1ベクトル）を重力の斜面下向き方向の分力、→f2を物体を上向きに引っ張る力、→f3を摩擦力としました。
物体に働く力は→f1と→f2、→f3の3つであり、その合力（ベクトルの和）がつりあいから、→0になることに着目してください。

ほんちゃん

わざわざありがとうございます。
お二人ありがとうございました。
おふたり共丁寧な解説でとても嬉しかったです。

Answer 2

大自然の中田 敦彦

mgsin30度＝98N、引く力50Nより、差し引いて斜面下向きに48Nより、下向きに運動しようとするので、それを妨げる向きに摩擦力が働く。ゆえに、摩擦力を上向きとすれば解決する。

Answer 3

guest

質問者様の作図では、どちらも摩擦力を斜面下向きに矢印を向けていますね。

右の図の計算がおかしいのはお分かりいただけると思いますが、矢印を斜面下向きにしています。
これが-符号になるということは斜面上向きの力が働いているということです。

ご参考にしていただければ幸いです。

guest

ちなみに、ベクトルfの符号は作図の中でのベクトルfの向きに従うものです。
つまり、斜面上向きを正に取ろうが、斜面下向きを正に取ろうが、ベクトルfを斜面下向きに取ればfが正になれば下向き、負になれば上向きです。

ほんちゃん

fを斜面下向きにして-fになるということで斜面上向きにどうしてなるのでしょうか。

guest

fの向きをどのように決めようが、fの値が負になれば、貴方様が決めたfの向きとは逆向きになるというだけです。
これは、斜面上向きを正と取ろうが、斜面下向きを正と取ろうが、一切関係ありません。
なぜなら、質問者様の右の図を使えば、斜面上向きを正と取ろうが、貴方様が決めた摩擦力fは斜面下向きに矢印を書いている以上fは斜面下向きが正なのですから。