圏*14. 棒のつりあい〉
の文章を読み、[ア] 一[| に適切な数式を記入せよ。また,
|-L ]については選択肢より適切な向きを選べ。 /
図のように, 長さ/, 質量7の一様な細い権を床から垂直な民 台| 棒
に 45* の角度で立てかけた。棒が床と接する点をPとする。 壁は
なめらかで権と壁の間には摩擦はないが, 棒と床の間の静止摩擦 パYP
係数は 7 である。ただし, 重力加速度の大きさを 9 とする。 床
(1) まず, 立てかけた棒がすべり落ちないために/が満た La]ー[c]の選択肢
すべき条件を考えよう。棒にはたらく力のつりあいから,
棒が床から受ける垂直抗力の大ききは
棒にはたらく力のモーメントのつりあいから, 棒が壁か
ら受ける垂直抗力の大ききはしイ |である。それゆえ,
静政摩擦係数は =ウー] を満たす必要がある。
(⑳) ゆま, 質量 の小さな粘土の粒を, 棒の上にそっと世
いた。点Pから棒にそって / の位置に置いても本がすべり落ちないための条件を考えよ
う 。精科が権上に固定きれているとき, 粘土粒にはたらく力は, 重力と棒からの抗力で.
これらがつりあっている。したがって作用反作用の法則から, 棒が粘土粒から受ける力の
向きましョで大ききはしモ 」である。 (①)での考察と同様に, 権にはたらく力のつりあ
いと力のモーメントのつりあいから, 散訂折係数は ん=チオ ] を満たす必要がある。
(@) 次に粘土粒を取り除き, 同じ質量 の小球を, 棒の点P から棒にそって打ちだしたと
ころ. 小球は棒をのほり始めた。小球が点P から棒にそって 補 の位置まで上がって$棒
がすべり藩ちないための条件を考えよう。小球と棒に摩擦がないとき、小球にはたらくカ
は。 重力と棒からの垂直抗カであり, その合力の向きはし5_]で大きさはしカ 」であ
、小球の動きは棒にそった等加速度運動となる。 したがって, 逆に権が小球から受ける
力は』 向きはで]で大ききはビキ|である。これまでの湖具と同様に, 株にはたらく
力のつり あいとカカのモーメントのつりあいから,藤止摩擦係数は ん=[-ク ] を満たす必
要がある。 (1 立命館大)
