物理
高校生
解決済み
3です
モーメントのつりあいを考えて解くことはできないんですか？
式 xmgcosθ=L/2mgcosθ
新の量復重
思考·判断·表現
33 剛体がすべり出す条件と倒れる条件 8分 太郎君は,
粗い斜面と質量m[kg]の物体を用いて, 粗い斜面と物体
との間の静止摩擦係数μを求める実験を計画した。
図1に示すように, 物体は斜面上に置かれ静止してい な
る。この物体は一様な剛体とみなしてよく,1辺の長さ
がL[m]の立方体である。辺PQ は水平であり, また,
斜面が水平面となす傾斜角は0[°]である。重力加速度
の大きさをg[m/s°]として, 次の各間に答えよ。
PA
水平面
ート 図1お単
L
切向 y
問1 次の文章の空欄
式を,下の解答群0~®から一つずつ選べ。
斜面から物体にはたらく垂直抗力の大きさは,
[N]であり,静止摩擦力の大きさは,
図1における辺 PQ の中点Aを通る鉛直断面を,図2に
示す。斜面から物体にはたらく抗力の作用点は,図2の
点Aから斜面に沿って上向きに3 [m]の位置である。
の解答群:0mg
1
3に入る最も適した
1
2[N]である。
lavim
コ em
コー
A
お間は
J0
水平面
図2
1
2 mgsin0
3 mg cos0
の mgtan0
6 mgL
の解答群:0
O mgLsin0
の mgLcos0
mgLtan0
2
mg
mg sine
mg cose
mgtan0
Lmg
6
2
6
Lmg sin0
2
Lmg tan0
2
の Lmg cos0
受感
L
3の解答群: 0
L(1-sin0)
の
(L(1-cos0)
o L(1-tan0)
の
2
2
2
2
L (1-sin0)
uL(1-cos0) 。
L(1-tan0)
L
2
6
2
2
第1章 運動と工ネルギー
O問題のねらい
物体を粗い斜面上にのせ,
斜面を傾けていったときの
すべり出す条件,転倒する
条件について,剛体のつり
あいの理解をもとに考察す
問1
1
2
33 解答
問2
4
6
7
物体がすべり始める直前には,斜面から受ける静止摩擦力が最大摩擦力と
なっている。また,転倒し始める直前には,斜面から受ける抗力の作用点は点Aと
なる。これらの条件をもとに, 静止摩擦係数や転倒し始める傾斜角を考察する。
解説
Fとする。斜面に垂直な方向,平行な方向の力のっりあいから,
垂直方向:N=mgcos0 …①
平行方向:F=mgsin0
点Aから抗力の作用点までの距離を×[m]とする。
抗力の作用点は,重力の作用線と斜面が交わる点Bにある。 mgsin@
図aから,
指針
る力を問う。
問1
2
物体が斜面から受ける垂直抗力をN, 静止摩擦力を
N、
EA
3
○鉛直方向の力のつりあい
から,抗力(垂直抗力と静
止摩擦力の合カ) は, 鉛直
上向きであり, 大きさは重
力に等しい。抗力と重力の
作用線は同一直線上でなけ
B
O
A
L
x=A0-BO==
2
L
tan0=
2
L(1-tan0)
10
mg
mgcosé
2
図a
したがって,解答は, 1]:3. | 2:0. 3]: ④となる。
問2
:0となる。
4
5
A=A のとき
すがりムゆ
れば
抗力と重力け側力に
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わかりました ありがとうございます🙇♀️