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Physics Senior High

高校物理 物体が傾く条件の問題です。 (7)の解法を教えていただきたいです。

*15.(物体が傾く条件) 一辺がa[m) で質量が m [kg〕 の一様な立方体形の物体が水平面上 に置かれている。物体と水平面の間の静止摩擦係数をμとし, 重力加 速度の大きさをg[m/s°] とする。 図1,図2,図3は物体の重心を通 る鉛直断面を表している。 図1のように物体の右下の角Aに水平方向右向きの力を加え,その カの大きさを徐々に大きくすると物体がすべり始めた。 (1) 物体がすべり始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 次に,図2のように物体の右上の角Bに水平方向右向きの力を加え,その力を徐々に大き くしたところ,物体はすべることなく傾き始めた。 (2) 重力による角Aまわりの力のモーメントの大きさを求めよ。 (3) 物体が傾き始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 (4) 物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の,静止摩擦係 数μの条件を求めよ。 今度は,図3のように物体の左上の角Cに水平方向からの角度 mg a- 図1 a B-カ の 図2 O[rad] (0s0s- ハ)の向きにカを加えた。その力を徐々に大きくした ところ,加えた力の大きさがF[N)のときに, 物体はすべることなく 傾き始めた。 (5) 物体が傾き始めたときに,物体が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを求めよ。 (6) 物体が傾き始めたときの力の大きさFを求めよ。 (7) 0を変えると, 物体が傾き始める力の大きさFを最小にすること ができる。その角度 6m [rad] を求めよ。 今 (8) Omの方向に力を加えるとき,物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の, 静止 摩擦係数μの条件を求めよ。 ドカ 図3 25in0r050= Sin2 (14 金沢大) (1 pmg ( - amg ()--ot =0, m T。 (41*ミ4 0.5ミA guist-bw -N 14) (6) Aのまわりのカのモーメトは amg-facos(年-0)20 0)- cos co>0t ここ co4- 号(oe ) ニ FrAn、長(she489) = FV こ0 aw4 fCstmot cos0) 20 2(5mg4co8)

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Physics Senior High

高校物理 物体が傾く条件の問題です。 (7)の解法を教えていただきたいです。

*15.(物体が傾く条件) 一辺がa[m) で質量が m [kg〕 の一様な立方体形の物体が水平面上 に置かれている。物体と水平面の間の静止摩擦係数をμとし, 重力加 速度の大きさをg[m/s°] とする。 図1,図2,図3は物体の重心を通 る鉛直断面を表している。 図1のように物体の右下の角Aに水平方向右向きの力を加え,その カの大きさを徐々に大きくすると物体がすべり始めた。 (1) 物体がすべり始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 次に,図2のように物体の右上の角Bに水平方向右向きの力を加え,その力を徐々に大き くしたところ,物体はすべることなく傾き始めた。 (2) 重力による角Aまわりの力のモーメントの大きさを求めよ。 (3) 物体が傾き始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 (4) 物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の,静止摩擦係 数μの条件を求めよ。 今度は,図3のように物体の左上の角Cに水平方向からの角度 mg a- 図1 a B-カ の 図2 O[rad] (0s0s- ハ)の向きにカを加えた。その力を徐々に大きくした ところ,加えた力の大きさがF[N)のときに, 物体はすべることなく 傾き始めた。 (5) 物体が傾き始めたときに,物体が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを求めよ。 (6) 物体が傾き始めたときの力の大きさFを求めよ。 (7) 0を変えると, 物体が傾き始める力の大きさFを最小にすること ができる。その角度 6m [rad] を求めよ。 今 (8) Omの方向に力を加えるとき,物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の, 静止 摩擦係数μの条件を求めよ。 ドカ 図3 25in0r050= Sin2 (14 金沢大) (1 pmg ( - amg ()--ot =0, m T。 (41*ミ4 0.5ミA guist-bw -N 14) (6) Aのまわりのカのモーメトは amg-facos(年-0)20 0)- cos co>0t ここ co4- 号(oe ) ニ FrAn、長(she489) = FV こ0 aw4 fCstmot cos0) 20 2(5mg4co8)

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Mathematics Senior High

解説の下線の直前の赤色の式が何故このような領域を取るのかがわかりません。

0, ②とも左辺, 右辺は0以上であるから, それぞれ 両辺を平方 した式と同値である。 重要 例題28 不等式を満たす点の存在範囲 (2) 複素数えが1z-1|slz-4|<2|z-1|を満たすとき, 点zが動く範囲をま 面上に図示せよ。 56 基本22 lz-1|<|z-4| 112-452|z-1| の である。 の 指針> |z-1|<|z-4|<2|z-1| → 平方した不等式を整理する方針で進める。 また,別解のように, z=x+yi (x, yは実数)として, x, yの不等式の表す領域として 考えてもよい。 数学IIで学んだ知識で解決できる。 解答 (a20, b20のとき asb→a<6° |z-1|s|z-4|S2|z-1|から |z-1fs|z-4<2"|z-1f (z-1)(-1)S(z-4)(z-4) のz-1fs|2-4Pから - 5 2 る+z 整理すると z+zS5 ata 2 はzの実部。 ゆえに 2 これは点 5 を通り,実軸に垂直な直線とその左側の部分を表 検討 については, P(z), A(1), B(4)とすると AP<BP |z-1|<|z-4 す。 のまた, |z-4P<4|z-1°から (z-4)(z-4)<4(z-1)(ミ-1)|よって, 点Pは2点A,Bを 整理すると 22w4 すなわち |2ド>2° 結ぶ線分の垂直二等分線およ びその左側の部分にある。 したがって |2|22 これは原点を中心とする半径2の円とそ の外部の領域を表す。 以上から,点zの動く範囲は 右図の斜 線部分 のようになる。 ただし,境界線を含む。 別解 z=x+yi (x, yは実数)とすると、 |2-1fslz-4fs21|z-1fから (x-1}+y°s(x-4}+y's4(x-1)'+y°} (x-1)°+y°s(x-4)+y?から x 0 P(z) の 0| A(1) B(4) X z-1=x-1+yi, 2-4=x-4+yi (x-4)+ys4(x-1)°+v?\ か 5 xS 2 よって 占 5_2 5_2 C

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