物理
高校生
⑴の重りがバネから受ける力Fを求める時の力の図示が答えに載っていたのですが、f’2の向きがなぜこうなるのか分かりません。
バネが縮んでいた場合、f’2の力の方向は左向きではないのですか？
(k1のバネの伸びをa、k2のバネの伸びをbとしています。)
0
ひし
と ひ とする。 お ム ん
には
人条 qd
とすると,
ドにミュ=っ=ルケーー ーー ーー と
ね 方 記 2 ※C:
トー (6+り 二 (st一1
六7 X ⑭⑳
合きを正の向 に
N A 7
ペトー (%+e+3) 一(6ニ
ョニー っ 1
ト還
明』 0.バフックの法則とつりあい>〉
自然の長さがともに ばね定数が と のばねを左
右につけた質量 のおもりがあり, それぞれのばねの他
端は長さんの表面がなめらかな板の両に固定してある。
ここでとは 2 よりも大きいとする。
図のように, ばね定数 のばねが下になるようにして,
板を水平面に対して 90* より小さい任意の角度のだけ休けることができる。このとき, 板と
おもりは常に接触しており。 2つのばねは常に自然の長さより長いとする。また, 重力加吉
の大きさをのとし, ばねの質量とおも りの大きさは無視できるとする。
ー0 で板が水平である場合を考える。このときのおも りのつりあいの位置をAとする。
おも りがAにあるときばね定数 のばねの伸びを求めよ。また、おもりをAからばね
の方向にそってぇだけ動かしたとき, おも りがばねから受ける力おを求めよ。
(⑫ 板を水平面から角度 のだけ傾けたとき。Aからのつりあいの位置の変化 *。 を求めよ。
” と同様に考えるが,板か傾いているので, 仙画方向には弾性カのほかに重力の成分もは)
1) ばね定数 のばねの伸びがのとき, ム のばねの伸びをのとする。お
も りの大きさを無視して考えると, 図より
(6る)二(6の= よって 5ニ=アー2ーg 2
このとき, 太, 。 のばねの弾性力の大きさをそれぞれ 方, 方 とすると,
こと カニム2な(アー276一の), 太三ん
Sもりにはたらく力のつりあいから カーニカ 0
be te。。、、.、……1
ま て馬華)9な ※Aを に
ゆえに ogニー本とー26) の
次に。 おも り を右向きに*だけ動かしたとする*Pぐ(右向きを正の向/ アリ
きとする)。このとき, ム, のばねの伸びはそれぞれ Ne
太 : のキァニルー2一@十ヶ, をz : 6ーテ ミー
よって, ばねの弾性力の大きさをそれぞれ 方, / とすると
方(5エタ)ニ(とー2ーg二ヶ) (goー*)
おもりにはたらく 2 つの弾性力 , 方 の合力は, 右向きを正として, ①式
を用いて整理すると
アニゲー方(2一*)一(とー26一g十)
ニー(十)ァ填g一(と一2ムーの)ニー(十py)x※Cを
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