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Physics Senior High

16の(2)についてなのですが、なぜ滑り出すときには力がつり合っているのでしょうか?また、解説の部分で「物体に働く垂直抗力と摩擦力の作用点はいずれもAにあるとしてよい。」と「倒れることなくすべりだすという条件から、θ1<θ2」の2つの部分もいまいち理解できないので解説をお願... Read More

[18 立命館大) Lalo- Cめる。 なタ月皮 00 d, 必開16.《斜面に置かれた直方体のつりあい〉 質量Mの直方体の物体を, 平らであらい板の上に置く。辺 ABの長さは34, 辺BCの長さはaである。板と物体の間の静 止摩擦係数はμoであり, この値は物体のどの面についても共通 である。板を水平の状態から徐々に傾けていくときの物体の運動 を考える。ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 物体を図1のように長辺 ABが斜面に接するように置き, 辺 ABの傾斜と板の傾斜が等し くなるように板を徐々に傾けていくと, 水平面に対する板の傾斜角0が0、をこえると物体 は斜面にそってすべりだした。 (1)傾斜角0が0,よりも小さく物体が板に対して静止しているときに, 物体が斜面から受け る摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 物体が倒れることなくすべりだしたことより, 静止摩擦係数の値 oはある値未満である ことがわかる。その値を求めよ。 次に,物体を図2 D A 10 -水平面 図1

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Physics Undergraduate

3枚目の(1.2.7)や(1.2.8)はどのように出てくるのでしょうか?

ホロノーム系と非ホロノーム系 拘束条件は一般に微分形で与えられる。 力学変数をa' (i=1~N) とすると, 拘束 条件は次のように表される: W。= Qai(z, t)de'+ ba(2,t)dt =D 0, (a=1~b) ここでaは拘束条件の番号を表す添字で, kは拘束条件の数である。aai と bail と時間tの関数で, aai(z,t) は aai(2', 2?, … … aN,t) の略記である. また同一項 で上付き添字と下付添字の現れる場合はその添字について和を取るものとする (和) 号とを省略).したがって, 上式ではiについて1から Nまでの和を取る。 Weのうちで独立でないものは落とし, Waはすべて独立とする.これら w。のうち で積分可能なものがあれば, その拘束条件を積分形で表す方が便利なことが多いそ こで,積分可能なものは積分し 9u(z,t) = Cu, (μ=1~m) と表そう.Cu は積分定数であり, m は積分可能な拘束条件の数である。積分可能で ない残りの拘束条件は W。 = aoi(x,t)de" + b。(x,t)dt' = 0 (0=1~k-m) となる。この場合, 力学系の拘束条件は (1.2.2) と (1.2.3) で与えられることになり, 自由度は N-kである. 3次元空間の中の n質点系の場合は,当然 3n-kとなる。 すべての拘束条件 (1.2.1) がすべて積分可能な場合,つまりk=mのとき, この糸 をホロノーム系 (holonomic system) といい, 積分不可能な拘束条件のある場合を非 ホロノーム系という。 ホロノーム系の簡単な例は, 1質点が2次元曲面上に束縛されている場合である。 例題1.1. 曲面上の運動 曲面への法線成分を n; とすると, 質点の運動は法線に垂直であるから, 拘束条件は w= n;da° = 0

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