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Physics Senior High

下の問題に置いて、TとμNが、もし等しい関係にあり、糸を引く力を大きくした場合、物体はどのように動きますか?滑りながら傾くのですか?

基本例題22 物体が傾く条件 図のように、質量がm で, 縦, 横の長さがん, lの直方体の一 様な物体を水平であらい床の上に置き, 物体の上端に糸をつけ て水平に引く。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 引く力の大きさがTをこえたとき, 物体は床の上をすべる (2) (1)のようになるための床と物体の間の静止摩擦係数μの条件を求めよ。 ことなく図の点Pの位置を軸に傾き始めた。 T を求めよ。 指針 (1) 物体が傾き始めるとき, 物体の底面は床から浮き上がるが, 端の点Pだけは床に接した ままである。このとき、垂直抗力Nと静止摩擦力の作用点は点Pにある。 (2) 傾き始めるときの静止摩擦力Fが, 最大摩擦力μN より小さければよい。 解答 (1) 物体にはたらく力は図のようになる。 物体 は点Pの位置を軸に傾き始めるので,垂直 抗力Nと静止摩擦力Fはともに点Pにはた らく。 点Pのまわりの力のモーメントのつ りあいより mgx/1/13-1 T×h=0 よって 2 (2) 水平方向の力のつりあいより T=mgl 2h T-F=0 よってF=T=mgl 2h 鉛直方向の力のつ りあいより N-mg=0 よって N = mg 物体が床の上をす べることなく傾き 始める条件は F<μN よって したがって μ> mg mgl 2h ĮERTA 2h 1 2 F N <μxmg 9端C棒(1 93- 端に Ch 棒 (2) 9. 水 な お (1 (2

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Physics Senior High

高校物理基礎です。 解き方を教えて欲しいです🙇‍♀️

62 仕事の原理 教p.72 水平面と30°の角をなすなめらかな斜面 にそって質量20kgの物体をゆっくり引き 上げる。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 30° (1) 引き上げるために必要な力の大きさ F] [N] を求めよ。 (2) 斜面にそって10m引き上げるのに必要な仕事 W1 [J]] を求めよ。 (3) この物体を、同じ高さまで斜面を利用せず鉛直上方に引き上げ るのに必要な仕事 W2 [J] を求めよ。 (1) 物体を引き上げる力は重力の斜面にそった成分とつりあってい る。 直角三角形の辺の長さの比より F1 : (20×9.8)=1:2 2F1=196 よって F1=98N (2) 斜面にそった力は98N なので, 「W=Fx」より W=98×10=9.8×102J (3) 斜面にそって10m 引き上げたときの高さんは、 直角三角形の 辺の長さの比より h:10=1:2 ・ よって h=5.0m 物体を鉛直上方に引き上げるために必要な力 F2 は重力とつり あっているので20×9.8N となる。 「W=Fx」より W=Fzh= (20×9.8) ×5.0=9.8×10²J 62 (1) (2) ● 98 N 9.8×10³ J (3) 斜面を使って物体を引き上げる と力は小さくてすむが、 引き上 げる距離が長くなり、 鉛直上 に引き上げる仕事と等しくなる。 JB 9.8×102 J 260° 30° 30° The 10 m 63 20×9.8N /30° 30° h 1

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