垂直抗力がどうしてaやbで発生するのか教えてください。

131.棒の重心の決定 水平面上に重さ50N, 長さ1.0mの太 さが一様でない棒が置かれている。一方の端Aを少しもち上げ るには,鈴直上向きに 20N の力が必要であった。 (1) 棒の重心は端Aから何mのところにあるか。 (2) もう一方の端Bを少しもち上げるには, 鉛直上向きに何Nの力が必要か。 20N4 -1.0m. A。 B 例題16

物理 力学です。(4)のPの運動方程式について、なぜ慣性力を考慮しなくていいのかがわからないです。

10運動方程式 水平面上に置かれた質量 Mの 箱Qの中に質量Mの小物体Pを 入れ、静止状態から箱に外力F, を水平右向きに加えて運動させ る。PとQの間の静止摩擦係数を μo)動摩擦係数をμとし、Qと水平 面の間の動摩擦係数もμとする。重力加速度をgとする。 まず,F=Foのとき,P, Qは一体となって運動した。 (1) 加速度を求めよ。 (2) PがQから受けている摩擦力カの大きさげを求めよ。 (3) P, Qが一体となって運動するためには, Foはいくら以下でなけ ればならないか。その限界値 F,を求めよ。 次に, F= F(> F)として, 静止状態から動かすと, Pは箱Qに 対して滑って動いた。 (4) Pの加速度aとQの加速度Aをそれぞれ求めよ。 (5) はじめPはQの左端から1の距離の所にあったとする。PがQの 左端に達するまでの時間tを求めよ。 最後に,外力は加えず,静止状態から箱Qだけに右向きの初速 voを P F 与える。 (6) Pが1離れた箱の左端に達するためには, voはいくら以上である (鹿児島大+名古屋市立大) べきか。 Level(1)~(4) ★ (5), (6) ★ Point-& Hint (1) P, Qを一体として扱う。 (2) Pだけの運動方程式を考える。 (3) PとQの間に滑りがないので, fは静止摩擦力である。 (4)作用·反作用の法則が大切。 (5), (6)箱Qに対するPの運動(相対運動)を考えるとよい。

（1）について、右ページの上に書いたように考えてはいけないのはなぜですか？

N- Mg A5判 滑らかな鉛直壁の前方 61の所から, 長さ 10, 質量Mの一様なはしごが壁に 立てかけてある。床とはしごの静止摩擦 係数はっであり, 重力加速度をgとす A LECURE (4 剛体のつり合い 17 (1) はしごに働く力は右のようになっている。 BC:AB= 61: 101=3:5 なので, 直角三角 形 ABC の辺の比は 3:4:5 である。Bのま わりのモーメントのつり合いより カ 垂直抗力 R A Rのうでの長さ る。 上端Aが壁から受ける抗力の大きさ と下端Bが床から受ける抗力の大きさ を求めよ。 のもし, 床とはしごの間の静止摩擦係数がある値より小さければ はしごは滑ってしまう。 その値を求めよ。 3 いま,このはしごを質量5Mの人が登り始めた。この人は下端。 からいくらの距離の所まで登れるか。 (4) この人が下端Bから 21の距離にいるとき, 上端Aと下端Bで働 く抗力の作用線の交点Pの位置を図中に示せ。 Mg×5l cos 0=R×10lsin@ 垂直抗力 *N Cos 0= 5 sin 0= R=Mg 回転軸としてBを選んだのは, 未知数の N やFに顔を出させないため(モーメントが0 重力 Mg B C 静止摩擦力F Mgのうでの長さ となっている)。 別解 Bと力の作用点との距離をうでの長さ としてもよい。ただし, 力を分解し, はしご に垂直な分力(赤矢印)を用いる。 5 (徳島大) ロ 3 Mg cos 0 ×51=R sin0×10Z こうしてRが求められる。 R Level(1) ★ (2), (3) ★ (4)★★ 剛体のつり合い 左右つり合い |上下つり合い 力のモーメントのつり合い (反時計回り=D時計回り) Base 上図で,鉛直方向の力のつり合いより <Rのうでの長さ Point & Hint (1) はしごに働く 力をきちんと図示することが何より大切。 力の図示…注目物体が受けている力を 矢印で描く。まず重力 mg を, 次に接 触による力を描く。 接触によるカとは, 糸の張力や接触面からの垂直抗カや摩擦 力などである。なお,「抗力」とは垂直抗力と摩擦力の合力を指していることに注意。 (2) 静止摩擦係数を μ 垂直抗力をNとすると, 最大摩擦力 Fmax は, Fmax3μN と なる。ただし, Fax は静止摩擦力の限界値であり, 物体がまさに滑り出そうとする ギリギリの状況でしか現れない力である。(4) Bでの抗力を計算する必要はない。 「剛体に3つの力が働き, 互いに平行でないときには, 作用線は一点で交わる」(な ぜか?)ことを応用したい。そこで重心の知識を生かす。 質量 m., m2, … N= Mg…の 力のつり合い Mgのうでの長さ 水平方向の力のつり合いより F=R……3 Mg B = M 抗力 Bでの抗力は VN+ F = 99 1+ 64 Mg N = Mg /73 8 F 別解 Aのまわりのモーメントのつり合いより の質点の N×101 cos 0 = Mg× 5l cos 0 + F×10lsin0 座標をx, X2, … とすると、重心の座槽r。け

455(1)です。 計算の途中で既に答えは出たのですが その後近似を使って整理しなくていいんですか？ 問題文にわざわざ近似のことが書いてあっても使わないんですか？(しかも(1)の問題文中で) わかる方いたら教えて欲しいです〜。

長さの比か 単坂動の復元力を表す一般式, F=-Kxと式①を比較すると, 静電気力による微小振動 4k,Qax 位置×で小球が受ける静電気力Fは, Fcの式のXをxに置き換えて, 「解説)(1) 点A, Bに置かれた電荷Qが, 点Cにつくる になる。点Cに置かれた小球は,ほまぼ単振動をしており, このとき小 電場のx成分の大きさをそれぞれ Ea, Egとする。 rを用いて静電気力の式を表して,これを単振動の復元力を表す一般式 Ta 15 角三角形と ma (1) 一 TaーX) k。 QV k。 かる。 [m/s) 2QX V ma a ら原点0 しく、 A. と比較する。 ニーKr Q E。0 C いので、 原点0の 司様に、 こよる点 E Q X -a+X- B のx成分の大きさをそれぞれ E., Eaとする。 A xim) Q Q EB=ko(a+X) E=ko Ta-X)° DA, Bの電荷Qはいず れも正なので、点Cにお ける電場 E、はx軸の負 Q に最も こので、 が高い っなお、 キは、 この向 向き Q (a-X)? koQ(a-X) (a+X)(a-X) E=-Ea+Eg=-k。 koQ(a+X)? (a+X) の向き,E。はx軸の正 4k,QaX (a-X の向きになる。 ニー ○与えられた近似式を使 うことができるように F。の式を変形する。 0点Cで小球にはたらく静電気力を F。cとすると, 4k,Q°aX (a-X)? 4k。Q°aX X? \? a? F=QE=-- 4k,Q? a° X X? 2 ニー Q Q? F A x(n 0 一X B 限題文で与えられた近似式, (A=0を用いると、 X+1 4k,Q? a° F=ー- *X ○式OのFは,変位。 比例する復元力になっ 4k,Q° F=- a° いる。 K=0? 立田いて, K=mo'の 単指動の

物理　単振動 2番 Δlーxとなっている所はxーΔlじゃないのですか？

発展問題 80, 81 発展例題11 図のように,ばね定数んの軽いばねの下端を固定し,上端に質量Mの 水平な台Bを取りつけ, その上に質量mの物体Aをのせた装置がある。 物体Aと台Bを,つりあいの位置を中心に鉛直方向に単振動をさせる。 このとき、物体Aが台Bからはなれることがないとすると, AとBは同 じ単振動をする。重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 装置全体がつりあいの状態にあるとき,自然長からのばねの縮み A1はいくらか。 (2)台Bとともに単振動をしている, 物体Aの加m速度aはいくらか。鉛直上向きを正, Aのつりあいの位置からの変位をxとして,加速度aをxの関数として表せ。 (3)台Bが物体Aを押す力子を, Aのつりあいの位置からの変位xの関数として表せ。 (4)台Bが最高点に達したとき,台Bが物体Aを押す力子がちょうど0になったとする。 このときの単振動の振幅 r。を, M, m, k, gを用いて表せ。 (5) 台Bをつりあいの位置からV2 r。だけ押し下げ、 静かにはなすと, 物体Aは,っり あいの位置からの変位がx,のところで台Bからはなれた。変位 x1,およびそのとき の物体Aの速さを, M, m, k,gを用いてそれぞれ表せ。 振動する台上の物体の運動 A m B M (京都産業大 改) (3) Aが受ける力は,図の 日 4S ように示される。Aの運動 方程式を立てると, (1) 装置全体について,力のつり 指針 あいの式を立てる。 (2) A, Bが一体となって運動しているので, A とBを一体とみなして運動方程式を立てる。 (3)(4) Aにはたらく力を考え, Aについての運 動方程式から,カfを求める。(4)では,(3)の A fa B Lmg ma=f-mg 『=m(g+a) (9- k x M+m =m 結果を利用する。 (4) このとき,Aは振動の端に達しており,(3) の式でx=ro のとき,f=0になったと考えら (5) AがBからはなれるのは,f=0 のときであ る。また,単振動におけるエネルギー保存の法 則では,運動エネルギーと復元力による位置エ ネルギーの和は一定である。復元力による位置 エネルギーは,っりあいの位置からの変位xを 用いて,kx?/2 と表される。 解説 の力のつりあいから, kAl-(M+m)g=0 れる。 0-m(o-M+m k Yo M+m g k Yo= (5) AがBからはなれるのは,f=0 になるとき である。(4)の結果から,変位 x, は, (1) 装置全体 AkAl A M+m g k X=ro= B はなれたときのA, Bの速さをvとする。Bを V2 roだけ押し下げてはなした直後と,AとB がはなれるときとでは, AとBの単振動のエネ ルギーの和は保存される。単振動におけるエネ ルギー保存の法則を用いると, (mg MgS M+m g k A1= k(41-x) (2) AとBを一体とみなす と,変位xのときに受ける 力は,図のように示される。 B 一体とした運動方程式を立 A (mg 1 Mg: (/2 ro=たx?+ (M+m)が 2 2 てると, (M+m)a=k(41-x)- (M+m)g X;とroに値を代入して, ひを求めると, M+m g k ひ= kAl-(M+m)g=0を用いて, a=ー x M+m k 力学

物理基礎力のつりあいについてです。 a=0.98m/s^2が加速度の大きさだと(1)で求めたのに、 糸の張力を求めるため、aを①に代入するときに値が変わってしまっているのはどうしてですか？

87. N87.連結されたおもりの運動 軽い定滑車に軽い 余をがけて、図のように、 糸の両端に質量5.5kgのおもり Aと、4.5kgのおもりBをつるすと, おもりは動き始めた。 重力加速度の大きさを9.8m/s°として, 次の各問に答えよ。 ただし、滑車はなめらかに回転するものとする。 (1) A, Bの加速度の大きさをa[m/s°], 糸の張力の大き さをT[N]として、 A, Bの運動方程式をそれぞれ示せ。 A B: B (2) a: T: (2) 加速度の大きさ a[m/s°], 糸の張力の大きさ T[N]をそれぞれ求めよ。

この問題の解き方が分かりません💦 解説をお願いします！ 教えて頂けると嬉しいです🙏

類題 30 右図のように物体がつり下げられている。全開空( (1) 糸 AB の張力 F。と糸 BC の張力 F。 を作図せよ。人 乗中 さ / 女の先 AV60° 30°/C (2) Fa, Fcの大きさは何Nか。 (V3 31.7 とする) に加えた B No.35 ¥20N

（1）の黄色で丸した×2ってなんのことですか？？

128.運動量と力積● ピッチャーが投げた質量0.15kg の ボールをバッターがセンター方向(正面)へ打ちかえした。こ のとき,30m/sの速さで水平に飛んできたボールを仰角 60° の 方向に30m/s の速さで打ちかえしたものとする。 (1) バットがボールに加えた力積Iの大きさはいくらか。 60% 30m/s の カFの大きさは何Nか。 >例題29

(6)の解き方がわかりません。わかる方は教えていただけると幸いです🙇‍♀️💦

46あらい床面上での2物体の運動[20○○ ○○大」 図のように,水平であらい床面 上に静止している, 質量がともに m [kg]の物体A と物体 Bが軽く てじょうぶなひもでつながれてい る。物体 A が静止している点を F B A P L- Pとし,物体 Aを水平面となす角度0の向きに大きさ F(N]の力で引っ張ったところ, 物体 A と物体Bは同じ加速度でつねに床面に接しながら動き, 点Pから距離 L[m] 離れ た点Qを通過した。 ただし, 物体 A と物体Bをつなぐひもは, 床面と平行であった。2 つの物体と床との間の動摩擦係数をμ、 重力加速度の大きさをg[m/s°]として, 次の問 いに答えよ。ただし, 解答は0,μ', F, L, g, mのうち適するものを用いて表せ。 (1) 物体 A と物体Bにはたらく動摩擦力の大きさFA'(N] とfg' [N] をそれぞれ求めよ。 (2) 2つの物体が動いているときの加速度の大きさ a[m/s°] を求めよ。 (3) 2つの物体が動いているときのひもに生じる張力の大きさT[N] を求めよ。 (4) 物体 Aが点Pから点Qへ動く間, 2つの物体にはたらく動摩擦力のする仕事を求 めよ。 (5) 物体 Aが点Pにあるときの2つの物体の運動エネルギーの和を求めよ。 (6) 物体に保存力以外の力がはたらくとき, その仕事の量だけ物体のカ学的エネルギー が変化する。物体 Aが点Qに到達したときの2つの物体の運動エネルギーの和を求 めよ。 解(1) fa'=μ(mg-Fsin0) [N], fg'=μ'mg (N] (cos0+1μ'sin0)-μ'g[m/s°] 2m F (cosθ+1μ'sin0) [N] 2 F (5) 0J(6) (F(cos0 +μ'sin0)-2μ'mg|L[J (4) -μ(2mg- Fsin0)L[J]

解き方を簡単でいいので教えてください🙇 （答えは下にあります）

図のように,水平であらい床面 F 上に静止している, 質量がともに m (kg]の物体A と物体 Bが軽く。 てじょうぶなひもでつながれてい る。物体 A が静止している点を Pとし,物体 Aを水平面となす角度0の向きに大きさ FIN] の力で引っ張ったところ, 物体A と物体 Bは同じ加速度でつねに床面に接しながら動き, 点Pから距離L[m] 離れ た点Qを通過した。 ただし, 物体Aと物体Bをっなぐひもは, 床面と平行であった。 2 つの物体と床との間の動摩擦係数を μ', 重力加速度の大きさをg[m/s?]として, 次の問 いに答えよ。 ただし, 解答は0, μ', F, L, g, mのうち適するものを用いて表せ。 (1) 物体 A と物体Bにはたらく動摩擦力の大きさfa'(N] と fg'[N]をそれぞれ求めよ。 (2) 2つの物体が動いているときの加速度の大きさ a[m/s?] を求めよ。 (3) 2つの物体が動いているときのひもに生じる張力の大きさT[N] を求めよ。 (4) 物体Aが点Pから点Qへ動く間, 2つの物体にはたらく動摩擦力のする仕事を求 B A めよ。 (5) 物体 Aが点Pにあるときの2つの物体の運動エネルギーの和を求めよ。 (6) 物体に保存カ以外の力がはたらくとき, その仕事の量だけ物体の力学的エネルギー が変化する。物体Aが点Qに到達したときの2つの物体の運動エネルギーの和を求 めよ。 解 (1) fa'=μ(mg-Fsin0) [N], fg'=μ'mg [N) F F -(cos0 +μ'sin0)-μ'g[m/s°] (3) (cose+μ'sin0) {N] 2m (4) -(2mg- Fsin0)L[J] (5) 0J (6) {F(cos0+1μ'sin0)-2μ'mg}L[J]