地理
高校生
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
[B] 倒れるときの外力の大きさを求めよう。図のように抗力の作用点を箱の右端
Pからょの距離の点とすると、Pのまわりの力のモーメントのつりあいの式は
5B 4となる。②,④からNを消去すると、x=
6Aとなる。ここで。
JB
相が倒れないための条件を考えると、抗力の作用点が箱の下になければならない。
すなわちこれをrの条件式で表すと
7cとなるから,Fについての条件に直
すと、FS
8|となる。
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