Question

遥

(3)と(4)が解決しません。一緒に解いてほしいです🙇‍♀️

重力加速度g=9.8m/s^2
静止摩擦係数μ=0.80
動摩擦係数μ'=0.50 です。

答えは
⑶動摩擦力 9.8N、合力の大きさ11N、右向き
(4)0.50以上 だそうです。

Answer 1

✨ Best Answer ✨

@Ganymede＋

【解答例】
(3)

最大静止摩擦力は、μ × (垂直抗力)
動摩擦力は、μ' × (垂直抗力)
で求まります。
鉛直方向の力のつり合いより、
(垂直抗力)=mg=2.0×9.8 [N]
となるので、

最大静止摩擦力は、
(最大静止摩擦力)=0.80×(2.0×9.8)=15.68 N
動摩擦力は、
(動摩擦力)=0.50×(2.0×9.8)=9.8 N

最大静止摩擦力を超えた力を加えているので、物体は静止しません。

動摩擦力は運動を妨げる方向に作用するので、左向きに作用します。

右向きに20 N の力が加わっているので、
合力の大きさは、
20 - 9.8 = 10.2 [N]
右向きに働く力の方が大きいので、合力の向きは右向き。

※ベクトルで考えて、右向きを正とすると、
加える力は、20 N
摩擦力は、 -9.8 N
ベクトルの和なので、
20 - 9.8 = 10.2 N > 0 (正なので力は右向き)

4.

重力の斜面に平行な成分は、mgsinθ
斜面に垂直な成分は、mgcosθ
となる。
(三角比を考えて)

最大静止摩擦力は、mgcosθ を垂直抗力と考えて、
μ × mgcosθ

よって滑り出さないのは、最大静止摩擦力を重力の斜面に平行な成分が上回らないときなので、
μ × mgcosθ ≧ mgsinθ
μ ≧ tanθ
θ=30°とすると、
μ ≧ tan30°=1/√[3]≒0.57

※このような μ=tanθとなる角θを摩擦角といいます。
摩擦角は物体の質量に依存しないことがわかります。

遥

丁寧な解説ありがとうございます🙇‍♀️