高2物理の剛体です。(2)なのですが、解答を読んでもよく理解できません。分かりやすく教えて頂けるとうれしいです。上が問題で下が解説です！

発展問題 FILL -L- 136. 切り取った立方体の重心■ 密度が一様で, 一辺の長さがL の立方体の一部分を直方体形に切り取り、 残った部分を物体Aと する。 切り取った直方体Bの奥行きはL, 横の長さは高さは である。 図のように, Aを水平面上に置いて静止させた。 L I B (1) Aの重心の位置は, Aの左端からどれだけ右にあるか。 lを用いて表せ。 (2) 1 (切り取る横の長さ, 高さ) を大きくしていくと、 ある値をこえたとき,Aは静 IN TAY 止できずに倒れた。 lo を, Lを用いて表せ。 (藤田保健衛生大改) 例題10> 2(LTU) 「倒れる直前であり、つり あいの状態にある。 YA A L (2) Bの横の長さ, 高さをしよりも大きくすると,Aは,図2の点Pを 軸に時計まわりに回転して倒れる。すなわち, l=1のとき, Aが面か ら受ける垂直抗力の作用点は,Pにあると考えられる。 また,このと き,Aが受ける力は,重力,垂直抗力であり, 点Pのまわりの力のモ ーメントがつりあうので,重力によるモーメントが0でなければなら ない。したがって,重力の作用線は点Pを通る必要があるので,Aの 重心は点Pの真上にあり, 重心のx座標は, xc=L-lo と表される。 xc は, 式 ① で, lをに置き換えた式としても表される。 両者が等し いとして式を立てると Aの重心 る 0 2 L²+ Llo-lo² =L-l L2+Llo-l2=2L2-2l² 2(L+l) 12+Llo-L2=0 二次方程式の解の公式から を求めると -L±√L2+4L2 -1±√5 ・L = lo= 2 2 重力 垂直抗力 B P L-lo L 二次方程式. ax2+bx+c=0(a≠0) 解は, -b± √b²-4ac 2a 8

82の解き方を教えて下さい

·b の大きさがいくらを 大きさがいくらを超 必解 物体が板の上をすべり出さないための8の条件を求めよ。 (2) 物体が倒れるための の条件を求めよ。 (3) 物体が板の上をすべり出すことなく、倒れる場合のμの条件を求めよ。 82 なめらかな半円柱と棒 右図のように,あらい水平 面上に固定された半径rのなめらかな半円柱に、長さL の一様な棒を立てかけたところ, 棒と水平面とのなす角が 45°より大きくなると棒がすべった。 Lはの何倍か。 た だし、棒と水平面との間の静止摩擦係数をμとし.m> /1/2 とする。 ヒント 79 センサー 23 (2) はしごがすべり出す直前は, はしごが床から受ける摩擦力は最大摩擦力 80 センサー 23 82 センサー 23 棒と水平面とのなす角が45のとき、棒の下端が水平面より受ける摩擦力は、 最大摩擦力である。 6 剛体のつり合い 53

物理の問題です。至急です！ ひとつでもいいので分かったら教えてほしいです。

剛体の釣り合いに関する問題 人間が二足歩行するようになってから脊柱や腰にかかる力学的な負担がいかに大きくなった かを人体の簡単なモデルを用い、剛体の力の釣り合いから理解する問題を考える。図1、2は 人間の脊柱をモデル化し、これを剛体として各所にかかる力を示したものである。 B Fsin12" Wsing Fsin(9+12") W 12" M予 C Fcos(0+12") 12° 番Wsin@ 各W 図1 図2 このモデルでは、A(腰)からB(肩)までの部分が脊柱を表し、鉛直から0だけ傾いている。 A点では下半身上端の仙骨から抗力Rを受けている。D点には(仙骨とつながった脊柱起立筋 が上半身を引っ張り上げる力)Fが働き、その方向は AB とa=12°の角をなしている。頭と腕 を除く上半身および頭と腕にかかる重力はそれぞれ、脊柱の中心Cおよび肩Bに鉛沿直下向きに かかり、その大きさは体重を Wとして、W,Wとしている。また AB間の長さをL、AC間、 AD 間をそれぞれ L, 3Lとする。(図2では AB 間の長さとなっているが、Lとすること) このモデルをもとに以下の問いに答えよ。 脊柱に働く力の釣り合いを表す式を、水平方向(x)および鉛直方向(y)に分けて作れ。 ただし図中12°と示された角はaとすること。 脊柱に働く力の釣り合いを表す式を、脊柱(AB)に沿う方向(I)および ABに垂直な方 向(1)に分けて作れ。ただし抗力Rのそれぞれの成分は R およびR」を用い、また図 中 12° と示された角はaとすること。 脊柱に働くトルクの釣り合いを表す式を作れ。ただしトルクはAを回転中心として求め、 また図中 12° と示された角はaとすること。 力およびトルク両者の釣り合いの式より、FおよびRをW、0、aを用いて表せ。 ただし、力の釣り合いは2. のR』 およびR」に関する式を用いること。 W=50 kgw、0=30°、a =12°の時、F, R の大きさを有効数字3桁で求めよ。 この人体モデルで表される看護師2人が同じ体重の患者1人を抱える状況を考える。1人 あたり(1/2)W kgを抱えることを、B点に鉛直下向きに(1/2)W kgw の力が追加された場合 として、F、Rの大きさを求め、これらが Wの何倍になるかを求めよ。ただしW=50 kgw、 0=30°、a =12° とする。 1. 2. 3. 4. 5. 6.

③の式でなぜ、N 1にマイナスをつけるんですか？

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。 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。 m L 棒の重心は棒の中点にある。このとき,棒と床との ただし,重力加速度の大きさをgとする。 B 棒にはたらく力を図に描き,剛体のつり合いの条件を考える。このとき, O指針 瞬図のように,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,鈴直上向きに大きさ N2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 N. A P 0 鉛直方向:N2-mg=0 2 点Bのまわりの力のモーメントのつり合いより, 1 Lcos0 AN。 -NLcos0+mg· -Lsin0=0 ……3 2 1 式0, 3より,F= ; mg tan0 mgy F 2 よって,棒にはたらく静止摩擦力は, 1 水平左向きに一mgtan0 である。 2 B 1 -Lsin0 2

黄色の丸の1.0gが何なのかわかりません

第5章。剛体にはたらく力のつりあい 45 Qに水平方向に (3)では、QがP 5剛体にはたらく力のつりあい のここがポイント 未知の力(おもりの重力) がA, Bに加わるので, その一方の点のまわりの力のモーメントのつりあ い,および鉛直方向の力のつりあいを考える。 91 二鉛直下向きに重力 上向きに垂直抗力 き,これらがつり 棒 ABにはたらく力は図のようにな る。ばねが棒を引く力は F=kx=980×0.10 F=980×0.10 = 10g (g=9.8m/s°) ので =98N=10g[N) 7,0cm A P B 点Aのまわりの力のモーメントのつり =μ'N」より,動 大きさはμ'Mg と あいより 10cm 10cm 1.0g 10g×7.0-1.0g×10-mBg×20 =0(N-cm) mBg mAg よって mp=3.0kg 鉛直方向の力のつりあいより 10g-mAg-1.0g-3.0g=0 よって ma=6.0kg リード C 第5章●剛体にはたらく力のつりあい 49 基本問題 91.棒のつりあい● 長さ 20 cm で質量1.0kg の一様 980 N/m な棒 AB の両端におもりをつるし,Aから7.0cmの点 Pにばね定数が 980N/m のばねの一端をつけた。ばね の他端を天井に固定して静かに離すと,ばねは10cm伸 びて,棒は水平につりあった。A, Bにつるしたおもり の質量 mA, ms [kg) を求めよ。重力加速度の大きさを g=9.8m/s° とする。例題19 7.0cm A B 000

類題16の（2）の解き方を教えてください お願いします💦

力のy成分の総和が0 Fiy + Fzy + Fay + …. =0 の力がはたらく点に定めると,力のモーメントのつりあいの式が簡単になり, 解きやす 基準とする点は自由に選んでよいが, 大きさがわかっていない力がはたらく点や, 複数 剛体のつりあいの条件は, これら2式と(68)式の, 計3つの式で表すことができる。 力が同一平面上にある場合は, (67)式は次の2つの式で表すことができる(→ p.50)。 棒の中点0が重心であることを表している(→p.90)。 例題 16 剛体のつりあい つまり,点 (xの値)によらず,常に(68)式が成りたつ。 長さ1= 0.50mの軽い一様な棒がある。棒の両 端A. Bにそれぞれおもり1,2をつるし, Aか ら1= 0.20m の点0に糸をかけ,天井から棒を つるしたところ,棒は水平に静止した。おもり1 の質量をm,=0.60kg とするとき,おもり2の 質量 ma[kg]と,点0にかけた糸が引く力の大きさT[N]を求めよ。重 力加速度の大きさをg=9.8m/s°とする。 0.50m +0.20m A 0 B おもり1 おもり2 2) 解点0のまわりの力のモーメントの和は mig-lh - m:g· (7- 1)3 0 T |A 0.20 0.50 - 0.20 B よって M2 × 0.60 Miミ 1-h M1g M2g = 0.40kg ニ また,合力の大きさが0になるので T-migー m:g = 0 よって T=(mi+ ma) g = (0.60 + 0.40) × 9.8 = 9.8N 類題 16 図のように,重さ 8.0Nの一様な棒 ABを水平であら A い床と 60°の角をなすように立てかけた。鉛直な壁は なめらかである。棒にはたらく重力は,すべて棒の 中点0に加わるものとする。 (1)床が棒の下端Bを垂直方向に押す力の大きさ Na [N]を求めよ。 10 3 60%B (2) 壁が棒の上端Aを垂直方向に押す力の大きさ NA[N] と, 棒の下端 Bが床から受ける摩擦力の大きさfた[N]をそれぞれ求めよ。 刀のx成分の総和が0 Fx+ Fax + Fax + … = 0 くなまたらく点に定めると、力のモーメントのつりあいの式が簡単になり,解きやす 運動の法則|85 第?音

物理の剛体力学での質問です。 この問題の7がわかりません。

水平な荒い床の上に、図のような形状で質量 mの箱に力を加えたとき,すべる条 件と倒れる条件を調べてみよう。箱に対して床からの高さがんの位置に右向きで大 きさFの外力を加えた。重力加速度の大きさをgとして、以下の を埋めよ。 a F h まず,すべっても倒れてもいない静止している状態を考えよう。このとき,箱が 床から受ける垂直抗力をの大きさをN, 静止摩擦力の大きさをfとすると,この箱 の力のつりあいの式は, 水平方向が 1 A…0 鉛直方向が 24 となる。 [A] すべるときの外力の大きさを求めよう。すべり出す直前を考えると,静止摩擦 力の大きさが最大になるので,静止摩擦係数 μとNを用いて,f= 3A…3 となる。0, 2,3よりf.Nを消去すると、F= 4 となる。 -F

この(2)の問題なのですが静止摩擦係数μがいくら以下になると滑り始めるかなのですが解答ではすべる直前を求めていてすべる直前というのはまだ滑っていないということなのに√3以下は滑ると出してあります。以下ということは√3も含まれてしまいます。√3はまだ滑っていないのですから√3... Read More

チェック問題(1剛体のつり合い 標準8分 次の図で,棒ABは長さ21で,質量mの一様な棒である。 糸は水平から60°の角度で張っている。 (1) 棒が糸から受ける張力T, 床から受ける垂直抗力N, B 60° 静止摩擦力Fの大きさを 21 求めよ。 (2) 棒と床との間の静止摩擦 係数μがいくら以下になる と,棒はすべり始めるか。 A 30° 解説(1) まずは,力を〈力の書き方》(p.36)で「ナデ·コツ·ジュー」 と書き込もう。 このとき,床から受ける静止摩擦察力F(まだ「すべる直前」ではない ので、決してF= μNとはしないこと(p.40)!)の向きは,棒が右へす べってしまうのを妨げようとする向きなので, 左向きとなる。 また,「一様な棒」なので,重心は中央で,その位置に重力mgを書く。 Tsin 60°/T -60° Tcos60° 中央が 重心 右へ すべるな! F N」 ,mg 30° びくともしない 次に,張力を上, 右方向に分解したら, カのつり合いより, 上下:Tsin 60°+N=mg 左右:Tcos60°=F 121 第10章 力のモーメントのつり合い

(2)についてなんですが、なんでf≧u0Nになるのか分かりません💦 また、2枚目ではF＜uNとなり、イコールがつかない理由がわからないです。学校の先生から説明を受けましたがいまいち腑に落ちませんでした。どなたか教えてください🙇‍♀️🙏

(例題1)あらい水平面上にある重さ 20Nの一様な直方体を, 図の点0につけたひもで水平方向に引く。(教科書p36問11) (1)引く力を大きくしていくと, 引く力の大きさがF。[N]になった直後に, 直方体は水平面上をすべることなく傾き始めた。F。を 求めよ。 (2)(1)で, 直方体が水平面上をすべり始める前に傾き始めるためには, 直方体と水平面との間の静止摩擦係数がある値 Ho以上である必要がある。 Hoを求めよ。 シ0.10m 0)点0まゆりのモーメットのつり合い 0 Fox 0、20 - スo x 0.050 メ 0.20m 20 Fo = 5.0N N )f= MoN 5,04 Mox20 uoミ0.2ち

(2)の問題でF≦umgなのは分かるんですけど、最終的にu＞l／２ｈと ≧出なくなる理由が分かりません。Tとのモーメントを考えて回転する場合なので=は含んでは行けないと先生に言われましたがイマイチ腑に落ちませんでした💦教えてください🙇‍♀️🙏

0 は水平 基本例題6 物体が傾く条件 図のように,質量がmで, 縦, 横の長さがん, lの直方体の一 様な物体を水平であらい床の上に置き, 物体の上端に糸をつけ て水平に引く。重力加速度の大きさをgとする。 (1)引く力の大きさがTをこえたとき, 物体は床の上をすべる ことなく図の点Pの位置を軸に傾き始めた。Tを求めよ。 (2)(1)のようになるための床と物体の間の静止摩擦係数μの条件を求めよ。 22 15. 端は h Cに 棒は 指針(1)物体が傾き始めるとき, 物体の底面は床から浮き上がるが,端の点Pだけは床に接した ままである。このとき, 垂直抗力カNと静止摩擦力Fの作用点は点Pにある。 (2)傾き始めるときの静止摩擦力Fが, 最大摩擦力 μNより小さければよい。 11 解答(1) 物体にはたらく力は図のようになる。物体 鉛直方向の力のつ りあいより 水 は点Pの位置を軸に傾き始めるので, 垂直 抗力Nと静止摩擦力Fはともに点Pにはた らく。点Pのまわりの力のモーメントのつ りあいより IN N-mg=0 よって N=mg 物体が床の上をす べることなく傾き 始める条件は な 2 P F mgy ×6u -Txh=0 よって ア= 2 mgl 2h (2) 水平方向の力のつりあいより F<uN よって mgl <μXmg 2h T-F=0 よって F=T=ト mgl 2ん したがって μ>- 1 2h