物理
高校生
解決済み

垂直抗力って物体とその物体に接触している面の中心に働くものだとばかり思っていましたが、摩擦のある床で物体に横向きに力を加えていくなどすると垂直抗力の作用点がズレていくのは何故でしょうか?

回答

✨ ベストアンサー ✨

_垂直抗力は、︹物体とその物体に接触している面の中心に働く」の、「面の中心」をどの様な意味で使っているのかが分かりません。正確には、「接触面の図形の重心(物体の重心ではない)に働く」です。ですから、固定面(斜面とか)から見れば動いていますが、(載っている)物体から見れば動いていません。
_「垂直抗力の作用点がズレていく」と言うのは、固定面(斜面とか)から見れば動いる、と言う説明で宜しいでしょうか?
_違うのであれば、「垂直抗力の作用点がズレていく」図を示して下さい、

えい

すみません、ミスでベストアンサーを押してしまいました。

言葉足らずでした。一様な立方体の話です。

理解力、物理の知識が足りなく固定面から見たら動くが乗っている物体から見れば動いていないの理解ができません。同様に、垂直抗力の作用点がズレていく、について回答者様が質問なさっている文で仰っている、固定面から見れば動いている、の理解が出来ないです。質問に質問を重ねてすみませんが教えて頂きたいです。

えい

自分の疑問に思った原因の問題を掲載しておきます。

えい

ありがとうございました!

ぺんぎん

_私の回答は、斜面に載っている物体を想定していた回答です。
_添付写真は、力Fで暫くずれている期間があって、ある瞬間に力Fよりも大きくなったのだから、接触面積が徐々に小さくなったのだ、と仮定して解いているのです。シールを剥がす様に接触面積が徐々にに減って行った、と仮定しているのです。

_実際には、僅かでも傾けば接触面は線分となります。
_解説文でも関係式で、Fが最大の時、x=0と解いています。
_私なら、いきなり、「Fを超えて静止して僅かに傾けば、接触面は立方体の辺の線分となる。これを考慮すると、垂直方向の力のモーメントの釣り合いは、」と書いてニ枚目の添付写真の1番下の式の、分母Nを取った式、
「(1/2)✕MgL=FLとなる。従って、
M=2F/g。」と続けます。
_それで良いと思いますよ。
_だって、徐々にF を大きくした、と言っているけれど、滑っている間はずっと動摩擦力fは一定で、その間のFの増加分は物体の加速に使われているわけです。そして、解説文では、F が最大になった時を考えていますが、設問文では、Fを超えた時、と言っているだけで、最大と言っている訳ではありません。
_それに、動擦力fは、接触面の面積やら、滑る速度やら、に影響されない(と仮定している)のですから。

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