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Physics Senior High

2番と3番の解き方を教えてください! よろしくお願いします。

例題 10 摩擦のある斜面上での物体の運動 右図のように、傾きの角30°のあらい斜面上に,質量 14.0kgの物体を静かに置くと、物体は斜面上をすべりお りた。斜面と物体との間の動摩擦係数を0.20 とする。 (1) 物体にはたらく力を矢印で示せ。 (2)物体にはたらく動摩擦力の大きさはいくらか。 (3) 物体の加速度の大きさはいくらか。 SP 運動方程式の立て方・解き方 ① 着目する物体を決める。 (2 着目する物体にはたらく力をすべて描く。 座標軸を決める(一直線上の運動の場合, 物体が運動する向きをx軸の正の向き, それに垂直な方向を軸とするとよい)。 ④力の矢印をx軸方向, y 軸方向に分解する。 ⑤ 物体が加速度運動をするときは,運動方 程式を立てる (静止または等速直線運動の 場合は力のつり合いの式を立てる)。 (4 6 すべての物体について立てた式を連立方 程式として解いて, 力や加速度を求める。 センサー 13 動摩擦力F'=μ'N は物体 の運動する向きと逆向きに はたらく。 物理の問題には独特の表現が用いられる場合があるので ④ センサー 14 力を互いに垂直で適当な2 方向に分解して, それぞれの 方向で運動方程式を立てる。 センサー 15 運動する向きを正の向きと して, 仮に加速度を正の向 きに書き込む。 図を見なが ら、物体の運動方向にはた らく力のすべてに正負をつ けて, その合力を求め, 運 動方程式を立てる。 ①② 20 y 例傾きの角のなめらかな斜面上に置 かれた質量mの物体の運動 3 mgsinoy N 解答 (1) 物体にはたらく力は, 斜面からの垂直抗力と動摩擦 力, および重力である。 これ らを描くと、右図のように なる。 (2) 物体にはたらく力を,斜面 に平行な方向と斜面に垂直な 方向に分解する。 斜面に垂直 な方向の力のつり合いより, 垂直抗力の大きさをN〔N〕 と すると, mg mgcoso 130° >>46 130° 2 130° 垂直抗力 慣れよう。 mg 軸方向には力 のつり合いの式 y ma=mgsine ⑥ 力と加速度がわかると,さらに等加 速度直線運動の式を利用して, 位置. 速度時間を求めることもできる。 47 48 N-mgcose = 0 x軸方向には運 動方程式 N 重力 1309 動摩擦 4.0×9.8N N=4.0×9.8cos30° F = pl ・動摩擦力の大きさをF'とすると, F' = 0.20 N したがって, F'=0.20×4.0×9.8cos30°=6.7816≒ 6.8[N]) (3) 物体の斜面に平行な方向の運動方程式は、 斜面に沿って 向きを正として, 加速度の大きさを α 〔m/s-〕 とすると, 4.0a=4.0×9.8 sin 30° - 6.78 ゆえに, a = 3.205≒3.2 [m/s ]

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Physics Senior High

物理*力のつりあい T-4.0sin30°=0とN-4.0cos30°=0 からなぜT=2.0[N]になるんですか? 教えてください( . .)"

例題 9 斜面上での力のつり合い 右図のように、傾きの角が30°のなめらかな斜面上に,重さ 合 が4.0N の物体を置き, 糸でつり下げて静止させた。 物体には たらく垂直抗力の大きさ, および張力の大きさを求めよ。 センサー 11 ] 互いに垂直な座標軸を決め る。 力の矢印をそれぞれの 座標軸の方向に分解する。 Do 注 水平方向と鉛直方向に分解 してもよいが, その場合垂直抗 力と張力の両方を分解する必要 がある。 030° 解答 物体に着目する。 物体には重 力がはたらくほか、 斜面と接触し ているので垂直抗力 (斜面が物体 を押す力)がはたらく。 また, 糸 と接触しているので張力 (糸が物 体を引く力)がはたらく。 力を斜 面に平行な方向と斜面に垂直な方向に分解する。 重力の斜面 に平行な成分は 4.0 sin 30° 〔N〕 斜面に垂直な成分は 4.0 cos 30° 〔N〕 と表される。 N 4.0sin30% [N] 45 4.0N 4.0cos30° (N) 垂直抗力の大きさを N〔N〕 張力の大きさを T〔N〕 とする と、斜面に平行な方向の力のつり合いは. T-4.0 sin 30° = 0 斜面に垂直な方向の力のつり合いは, N-4.0cos30°= 0 これら2式より,T= 2.0[N], N=2.0√3=2.0×1.73=3.46 = 3.5〔N〕|

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