高校3年の、専門物理の問題です。 力のモーメントの利用で、どなたか詳しく説明して欲しいです🙇‍♀️

C 5 10 10 1 剛体のつりあい (p.29~31) 長さl[m〕,質量m[kg] の一様な棒AB がある。 棒の A端をちょうつがいで壁につけ, B端は軽い糸で鉛直 な壁の1点Cに結びつけて, 棒が水平と30° をなすよ うに固定した。 このとき, B, Cを結ぶ糸は水平でつ りあっている。重力加速度の大きさを g[m/s2] とする。 (1) 糸が棒を引く力の大きさ T[N] を求めよ。 (2) ちょうつがいから棒にはたらく力の水平成分の大 きさ FA[N] と鉛直成分の大きさ FB [N] を求めよ。 糸 30° A B

最初のところから分かりません 式の立て方から教えて欲しいです

33 ばねと糸でつるした棒のつりあい [2003 ○○大] E AE, BD, CD の糸およびDF のばねによっ て棒 ABCが天井 EFG からつり下げられている。 この棒の左端に質量m[kg] の球を、 右端Cに 質量M [kg]の球を下げたとき, 図に示すように, 棒は水平に保持され, 天井 EFG, 棒 ABC と糸 AEがなす角度がともに直角棒ABCと糸BD, A Mi CD のなす角度がα [rad], 天井 EFG とばね DF のなす角度が直角となった。 ただし, 糸, ばね, 棒の質量は無視できるほど小さく, 糸は伸びな いものとし、棒の太さも無視できるものとする。また, M<2mである。 ABの距離が L[m], BCの距離が2L [m], ばね DF のばね定数がk [N/m], 重力加速度の大きさが BD の張力はア〔N〕, AE の張力はイ [N] であ g [m/s2] であるとすると, りばね DFは自然長より [m〕 だけ伸びている。 ウ mi L F Ba D 2L C G

物理の力学の問題について質問です。 過去問を解きたいのですが全く答えが分からないため、解いて頂けないでしょうか？

物理学 ⅡⅠ 期末試験 問題用紙も回収します。 選択式の問題は、正しい選択肢を記号で記すこと。 記述式の 問題は､解答だけではなく、 解答に至る考え方も書くこと。 ベクトルはそれとわかる よう書くこと. ① 質量mの質点の位置ベクトルを、運動方程式を Fとする｡ (1) 質点の原点のまわりの回転の運動方程式を導出せよ。 (2) 外力Fが中心力のとき、 角運動量が保存することを示せ。 (3) 質点が (x,y) 平面内を運動する場合、 原点のまわりの角運動量を極座標 (r, Φ) を用いて表せ。 2② 軽い針金でできた一辺lの立方体の枠がある。 1つの頂点に糸をつけ、隣接す 頂点P1, P2, P3 にそれぞれ質量 mi, m2, m3 のおもりをつけて吊り下げたとこ ろ、静止した。 重力加速度ベクトルをg とし、 OP = r. (i=1,2,3) とおく。 7₁ g↓ (1) 系の重心 (質量中心) Gの位置ベクトルrc をri を用いて表せ。 (2) 重力は重心Gに働くとしてよいことを示せ。 (3) 糸の張力の大きさを求めよ。 (4) 重心G と支点は鉛直線上に並ぶことを示せ。 (5) OP が回転軸のときの慣性モーメントI を求めよ。 (6) P1P が回転軸のときの慣性モーメントⅠ'を求め よ。 3 固定軸のまわりで回転する剛体を考える。 剛体の質量をM,重心GとOとの距離をん, 剛体 の軸Oのまわりの慣性モーメントをIとする。 図 のようにx,y,z軸を取り、 剛体の運動を偏角めで 表す。 重力加速度をg とする。 x P3 Ø R 2₂ G Mg P2 P1 (1) 回転の方程式として正しいものを選べ。 do (a) IapzMgh cos o (b) latMghsin o (c) IamMgh cos o (d) apzMgh sino (2) 運動は微小振動であるとする。 周期Tとして正しいものを選べ。 Mgh (a) 2 I I 9 (b) 2 Mgh 2ヶ (c) 21 (d) 2π√√ h 9 (3) 運動は微小振動であるとする。 初期条件として、角度だけ持ち上げて静か に離した。このときの重心の運動として正しいものを選べ。 但し以下では、 は微小振動の角振動数を表す。 (a) r(t) = hoo cos(ft), y(t) = h (c) π(t)=hdo sin (St), y(t)=h (e) x(t)=hdocos (ft), y(t)=hdo sin(St) (b) x(t)=h, y(t)=hdocos (nt) (d) π(t)=h, y(t) hdo sin (St) = (4) 前間の重心運動に対応した回転軸Oに働く抗力 R = Rzex + Ryey として正 しいものを選べ。 (a) R=-Mg, Ry=MhQdocos (t) (b) R=0, Ry=MhΩ2 do sin (nt) (c) R-Mg, Ry=0 (d) R=MhQ2 do cos (St), Ry=MhΩ do sin (Qt) (5) 安定に静止した状態で、 剛体に角速度ω を与えた。 この場合の力学的エネ ルギーEの値として正しいものを選べ。 但し位置エネルギーの基準点は0と する｡ (a) E = 0 (b) E=Mgh (c) E-Mgh (d) E ==Iw (e) E ==Iw+Mgh (f)=1/2Iug-Migh (6) 前問の初期条件の下で、 剛体が1回転するために必要な角速度wo の最小値と して正しいものを選べ。 (a) 0 (b) √20 (c) 2Ω (d) 4Ω (7) 回転軸の位置、 すなわちんの値を変化 させたときの慣性モーメントIの変化を 表すグラフとして正しいものを選べ。 -h A" (b) $+) (d) ・h

10番の解説について、どうして2N=kx0にならないのですか？

第2問 次の文章(A・B)を読み、下の問い (問1~4) に答えよ。 (配点25) A 質量Mの物体Pの側面に、ばね定数kの軽いばねの一端を固定して、なめら かな水平面上に置く。 図1のように、 ばねの他端に質量mの物体Qを押し付け てから,物体Pに右向きに大きさFの力を加えたところ, ばねは縮みを一定に 保ちながら,物体Pと物体Qはともに一定の加速度で運動をした。ただし,右 向きを速度・加速度の正の向きとする。また, ばねは水平面に対して平行に保た れており、空気抵抗は無視できるものとする。 a An= F-N △=FーN : N = F - MM ME =+MF - F 問1 次の文章中の空欄 れぞれの直後の a= M PN N 9 となる。 Xo = 10 k mmma m 8 F m F=[menja fritan 物体Pと物体Qの加速度をα, 物体Pと物体Qがそれぞればねから受 ける力の大きさをNとする。 運動方程式を用いると, 1 10 8 ① OF O ② 3 M で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 F-Ma af = MF (m+M)k に入れる式として正しいものを,そ F ②号③ 3 ① F が得られる。したがって, ばねの縮み x は , F F 0 € ① -2k 4 ② (5 Mtm -110- F m+M mF m+M mF (m+M)k 4 ③ 6 F (m+M)k MF m+M mF (m+M)k MF (m+M)k

教えて欲しいです。

長さが等しいアルミニウム製中空丸棒 (軸1) と軟鋼製中実丸棒 (軸2) を、図4に示すよう に同軸に配置し,左端は剛体壁に、 右端は剛体板にそれぞれ固定して, 剛体板にT=3kN・m のモーメントを与えた. このとき, 軸1,2が壁から受ける反モーメント T1, T2 および軸 1, 2に生じる最大せん断応力 T1,T2を求めよ。 ただし、軸1の横弾性係数 G1 = 27GPa, 内径 d = 70mm, 外径 d=80mm, 軸 2の横性係数 G2=80GPa, 直径 d = 50mm とする. (ヒント) 軸1,2のねじれ角をそれぞれ 01, 2, 断面二次極モーメントをそれぞれIp1, Ip2 とすると T1+T2 =T, 61 = Ō₁ = ¹7₁¹, 6₂ = _LT2 1, Gips G21P2 T₁ 剛体 軸1 (アルミニウム製中空丸棒) 軸2 (軟鋼製中実丸棒) 14 図 4 剛体板 n²

至急！！！ (2)が分かりません！

3 図のように、直方体を傾けてから静かにはなす。 底面の横の長さをa [m〕, 底面か ら重心Gまでの高さをん [m] とし, 重心Gは直方体の中心軸 (図の破線) 上にあると する｡ (1) 直方体をある角より大きく傾けると転倒する。 その角を0とするとき, tan O をa, hで表せ。 (2) 直方体が転倒しにくいのは、重心の位置が高い場合か、低い場合か。 理由ととも に説明してみよう｡ a STICITÀ JA >>]]] 0

2枚目の(ウ)に書かれている「転倒し始める時は〜」のところが分かりません。なぜそれが成り立つのでしょうか？

例題1 剛体のつりあい ① 次の文中の 図のように、直方体の一様な物体Aが, 水平と45°の傾斜をもつ地盤Bの上に,質 量の無視できるロープCによって取りつ けられた構造物がある。 物体Aと地盤B とは、接触しているだけである。 をそれぞれ記入せよ。 に適する数値(負でない整数) A 4m 考え方の キホン M145° mg45 2m C B J 水平面 物体Aの質量 : m=1.0×10℃〔kg〕, 重力 加速度の大きさ:g=10[m/s'], 物体Aと地盤Bとの間の静止摩擦係 数および動摩擦係数 : μ=1/3,√2の値: 1.4とし, ロープCは十分強く, 伸び縮みしないものとする。 × 10°Nであり、地 × 10°N である。 (1) 静止しているとき, ロープCの張力は (ア) 盤Bが物体Aに作用する抗力の大きさは (イ)[ (2) 地震によって、 次第に強くなる上下動 (鉛直方向の動き)が起こ り,ある加速度が物体Aにはたらいたら, 物体Aが転倒 (物体Aが 地盤Bに対して,すべり離れなどの動きを起こし、回転して倒れ る状態)を起こし始めた。 その加速度の大きさは (ウ) m/s' であ り、ロープCの張力は (エ)[ |×10°Nである。 (3) 地震によって、 次第に強くなる水平動が起こり,ある加速度が 物体Aにはたらいたら, 物体Aが転倒 ((2)参照) を起こし始めた。 その加速度の大きさは (オ) m/s' であり, ロープCの張力は (カ) × 10°である。 〔東京理科大・改〕 力学において最も重要なことは, 力を正しく見つけることである。 そして力がわかれば,それらを互いに垂直な方向に分解し、力のつ りあいの式を2つつくる。 次に,適当な点のまわりの力のモーメントのつりあい の式をつくる。あとは, 以上の3つの連立方程式を解くだけである。なお, 静止 摩擦力はつねに最大静止摩擦力が働いているとは限らないので, はじめからその 値を IN とおいてはいけない。 まず, 未知数として文字で表し (例えばF),つ りあいの式を解いてFの値を求めてから, FUN の条件を課せばよい。また, 力のモーメントのつりあいの式は、任意の点のまわりのモーメントで考えてよい が、なるべく計算が簡単になるような点を選べばよい。 すなわち, ある力の作用 線上の点を選ぶと, その力のモーメントが0になるので計算が楽である。 1カ学

至急！！！ (1)を力のモーメントを用いて解説お願いします！

基本例題 21 重心 次のような,厚さ一様の板について,点 0から重心までの距離 x を求めよ。 (1) 大小の2つの正方形をつないだ板。 (2) 半径rの円板から半径1の内接円を 切り取った板。 (1) 99,100,101 解説動画 OK -20cm 10cm 5.0cm 15.0cm 15.0cm 15.0cm (2) 27

この問題を力のモーメントのつりあいで解答して欲しいです！

A 401 重心 図のように, 10.84mの正方形 ABCD の一様な 板から, OF = 0.42m が対角線となる正方形を切り抜いた。 点E. F はそれぞれ辺 AB, CD の中点である。 この板の重心Gの位置を求め よ｡ E 例題21 B 0.84 FO, 14

この例の時、作用線は長さ4.5mの中に書くように言われたのですが、理由が分かりません。教えて欲しいです

musib ws²1- 184 NJE 0