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Physics Senior High

答えの解き方が分かりません! 答えには5.0Nとありますが20/3になりました。 やっぱり間違ってますか?笑 問題集ではsinθcosθを使っていますが私は使わない方法で解いています!

4運動の法則 41 基本問題91, 92 基本例題12) 摩擦力 水平な床の上に,重さ10N の物体が静止している。 物 体と床との間の静止摩擦係数は 一 である。物体に, 水平から 30°上向きの力を加えて, カの大きさを少しず つ大きくしていくとき,何Nよりも大きくなると物体が 動き出すか。 10N 130° の am) 加える力を大きくしていくと, 物体 が床から受ける静止摩擦力も大きくなっていく。 物体が動き出す直前では, 静止摩擦力は最大摩擦 力となる。そのときの力を図示し,水平方向,鉛 直方向の力のつりあいの式を立てる。 これらの式 と,最大摩擦力F。=μN の式を利用する。 物体が動き出す直前に加えている力 をf[N], 最大摩擦力をF。[N], 垂直抗力をN[N] とすると,物体が受ける力は図のようになる。 指針 fsin30°=-(N) 2 f[N] S N[N] fcos30°=/IN) - 30° V3 2 F.[N) 解説 A 0| 10N Sti受日 F。は最大摩擦力なので, F。=μN の式が成り立つ。 これに式の, のを代入すると, 水平方向の力のつりあいから, V3 -f-F。=0 V3 F。=- …0 -f V3 -f= 方1ロー台) 2 2 鉛直方向の力のつっりあいから, 2 V3 f 両辺に(3 をかけて, N+--10=0 2 N=10-号 …の 2 f メ=10- 2=10 3 f=5.0N 第1章 九と通重

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⑴で ・垂直抗力と摩擦力の作用点が同じなのは決まりですか?

発展例題4 剛体のつりあい 発展問題 26 粗い床上に,重さW, 高さa, 幅6の直方体が置かれている。 図の点A,Bは,直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 す。点Aに糸をとりつけ,水平右向きに大きさTの張力で引いた。 はじめ直方体は静止していたが, Tを徐々に大きくすると,やが て点Bを回転軸として倒れた。次の各問に答えよ。 b A T a B (1) 直方体が静止しているとき,直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 左向きにいくらの距離にあるか。 (2) 直方体が回転し始めるのは, Tがいくらをこえたときか。 (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数μは、いくらより大きくなければならないか。 6 T a W 垂直抗力の作用点は, T=0 のとき に重力の作用線上にある。Tを大きくすると, 作 用点は徐々に右側にずれていき,やがて底面から 指針 式のを2に代入して, x= 2 (2) Tを大きくすると,垂直抗力の作用点は右 側にずれる。(1)のxが0になるときの張力を T,とすると,張力がこれよりも大きくなると T. 外れたとき,直方体は点Bを回転軸として倒れる。 解説) (1) 垂直抗力をN, 点 Bからその作用点まで の距離をx,静止摩擦 力をFとすると,直方 6- A b 倒れるので、 b 0= 2 a W T=, -1 2a T NA (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつりあい から、 直方体がすべらないためには, これに式0,3を代入して, これから,TがμWをこえると直方体はすべ り始める。直方体はすべる前に倒れるので, a F=T …3 F<μN 体にはたらく力は図の ようになる。鉛直方向 の力のつりあいから, B TSμW W b 2 N=W …0 b b 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか T,<uW -W<μW 2a 2a b ら, W-- Ta-Nx=0 …@ 2

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(2)物体が床の上をすべることなく傾き始める条件 F≦μN これはなんでですか?なんで不等号の向きがこうなるのか教えてください

図のように, 質量が で, 縦, 横の長さがん 7 の直方体の一 様な物体を水平であらい床の上に置き, 物体の上端に氷をつけ て水平に引く 。 重力加速度の大きさをのとするc 引くカの大きさが7をこえたとき, 物体床の上をすべる ことなく図の点Pの位置を軸に傾き始めた。 を求めよ。 (② (1)のようになるための床と物体の間の静止訂近係数ヶの条件を求めよ。 三還(1) 物体が領き始めるとき, 物体の底面は床から肖まき上がるが, 端の点P だけは床に接した ままである。このとき, 垂直抗カパと静止摩擦力かの作用点は点Pにある< (2) 傾き始めるときの静止摩擦が, 最大摩擦力 ZV 以下であればよい。 左層(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 7 は点Pの位置を軸に傾き始めるので, 垂直 りあいよょより 抗カと静止摩擦困はともに点Pにはた パーz7zg9デ0 7 らく。点Pのまわりの力のモーメントのつ よって W=テ9 52 りあいよょり 物体が床の上をす が べることなく傾き。 9 始める条件は rs ょって szxzg 9Xナー7Xヵニー0 よって ィータ (⑫) 水平方向のカのつりあいより アーアニ ニア=婦の7 0 よって アニ=アグ 2 したがって は

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