物理
高校生

(3)と(4)の考え方、途中計算が分かりません。お願いします🙇‍♀️静止摩擦係数μ=0.80、動摩擦係数μ'=0.50とするそうです。

答えは以下のとおりです。

(3)動摩擦力f=9.8N
合力の大きさ=11N
向きは左向き

(4)0.50以上

回答

まず、運動を始めるかどうかは【物体が床を押す力】≦【加えた力】ならば、必ず運動を始めます
(3)の場合 (重力加速度を9.8m/s^2とする)
 物体が床を押す力=2.0×9.8=19.6(N)
 加えた力=20N>物体が床を押す力なので、運動を始めます

動摩擦力=【動摩擦係数】×【物体が床を押す力】=0.5×19.6=9.8(N)
合力の大きさは【加えた力】-【動摩擦力】=20-9.8=10.2(N)
合力の向きは 床と水平に左向き(力を加えた向きに等しい)

スクウェア

4.について
斜面に置かれた物体に働く力は、今回は重力のみ
この重力が【斜面を押す力】と【物体を滑り落そうとする力】の二つに分けられる
斜面を押す力=【物体にはたらく力】×斜面の角度に関する係数(押す力用)
物体を滑り落そうとする力=【物体にはたらく力】×斜面の角度に関する係数(滑落の力用)
(斜面の角度に関する係数とは、三角比や三角関数などと言われるが、未学習の可能性があるためこんな表現にしてある)

この時、中三の数学で学習した「特別な直角三角形の線分の比」を思い出してほしい。
30°・60°・90°の直角三角形では、2:1:√3だった
ここで、斜面の角度が30°なら
押す力用には(√3)/2を
滑落の力用には1/2を使う(理由は解らなくても良い)

滑り落そうとする力が最大静止摩擦力に等しいか小さければ、物体は動かないため

最大静止摩擦力≧滑り落そうとする力

の関係を求める。

最大静止摩擦力=静摩擦係数×斜面を押す力=μ×6.0×9.8×(√3)/2
滑り落そうとする力=6.0×9.8×1/2
よって、μ≧1/(√3)
√3=1.73で計算すると
μ≧0.578
となる、はずだが・・・・・・・・0.50以上ってなんで?

スクウェア

あと、見返してみると
合力の大きさは11Nには決してならないけど・・・・・・・ いろいろ前提が違うのかな?
画面では、力は右向きなんだけど・・・・・・まあ・・・・・・・これはこういうこともあるかな。

でもなにか、もやもやする

これ、月曜日に先生に聞きに行った方が良いよ?

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(3)について
静止摩擦係数、動摩擦係数はいくらですか?

すみません 抜けていました。
静止摩擦係数μ=0.80
動摩擦係数μ'=0.50
です!

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