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Physics Senior High

類題1の解き方を教えてください!

例題1 壁に立てかけた棒のつり合い A 水平な床からなめらかで鉛直な壁に,質量 m で長さLの 一様な棒を,壁となす角0で立てかけたが,棒は倒れなか った。棒の重心は棒の中点にある。このとき,棒と床との 接点Bで棒にはたらく静止摩擦力の向きと大きさを答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 0 L 5 B 指針 棒にはたらくカを図に描き, 剛体のつり合いの条件を考える。このとき, 力のモーメントのつり合いは任意の点のまわりで考えてよい。 解 図のように,棒には次の力がはたらく。 ·重心Gに,鉛直下向きに大きさ mg の重力 · 壁との接点Aで, 水平右向きに大きさ N,の壁からの垂直抗力 . 床との接点Bで, 鉛直上向きに大きさ N。の床からの垂直抗力 * 床との接点Bで, 水平左向きに大きさFの床からの静止摩擦力 これらの力がつり合っていることから, 次式が 成り立つ。 水平方向:N.-F=0 鉛直方向:N2-mg=0 点Bのまわりの力のモーメントのつり合いより, 10 N, 15 -2 G Lcos0 -N.Lcos0+mg· Lsin0=0 AN。 1 20 式0, 3より, F= -mgtan0 2 mgy よって, 棒にはたらく静止摩擦力は, B 水平左向きにっmgtan0である。 2 Lsin@ 例題1の解では, 点Bのまわりの力のモーメントのつり合いを求めたが、 力のモーメントは任意の点のまわりで考えてよい。上で求めた解を果いて、次 の点のまわりの力のモーメントもそれぞれつり合っていることを礎 類題 25 (1) 点A (2) 点G(棒の重心) (3) 点P(壁からの垂直抗力と床からの垂直抗力の作用線の交点) 全! 古 エ )

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Physics Senior High

オレンジのマーカーの方では実際には右斜めに動くと書いてあって青いマーカーの方には下流向きに1.2メートルで流れていても真っ直ぐに2.0の速さで進めるてあるのですが、ということはオレンジのマーカーの方でも川の流れを気にせずに2vの速さで進めるということですか?

LZ002 近 識大」 図1のように両岸が平行な川がある。川の流れの速さ は川の中ではどこでも一定で, 岸に対し平行に Vo [m/s] であるとする。また, 岸に対し垂直の線の両端を A, B とし,A とBの間の距離をL[m] とする。この川川を船 で渡るとき,実際に川を渡る船の向きと速さは, 静止し た水に対し船を進めようとする向きと速さとは異なって くる。船の大きさは無視できるものとし, 次の| あてはまる答え,または最も近い答えを解答群より選べ。ただし,同じ番号の答えをく り返し選んでもよい。 川の流れ Vo 船 図1 に (1) 静止した水に対する船の速さは20。[m/s] であるとし,船が岸に垂直に;A点から B点に進むためには, 船は直線 ABに対し, 川の上流方向に角度| |(°)だけ傾い た向きに進める必要がある。その結果, 船は直線 AB上を進む。AB間を横断する時 間は ×ー[s] である。 V0 2) 船を静水に対する速さ 2vo [m/s] で直線 ABの向きに進めたとき,実際には直線 ABに対し川の下流の方に傾いた向きに進む。 このときの実際の船の進む向きでの速 カ×0o[m/s] で, 船が対岸に到着する地点の B点からの距離は さは |×L [m] となる。またこのときの対岸までに要する時間はオ× - [s] であ エ る。 ア の解答群 00 2 15 3 30 45 6 60 6 75 の 90 イ から オまでの解答群 1 1 1 V3 6 2 1 3 2 V3 V2 の 1 2 8 V3 @ V2 0 V3 0 2 @ V5 B V7 13

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