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物理 高校生

⑵、⑷についてです どちらも右向きを正として解いているのですが、なぜ絶対値をつけるのでしょうか?ちなみに2枚目は⑵の解答です

LI」 図のように摩擦のない斜面と水平面がQの位置でなめらかにつながっている。 水平面の右端 のSの位置には壁がある。 この状況で、 水平面上のRの位置に質量am (a > 0) の小物体Bを 静かに置く。次に, 質量 mの小物体Aを斜面上のPの位置から静かにはなすと小物体Aは斜 面をすべり始めた。 その後の小物体の運動について, 以下の問いに答えよ。 ただし, PQ 間。 QR 間,RS 間の距離はそれぞれ息であり, 水平面からPまでの高さはんである。 重力加速度 の大きさはgとし, 空気の抵抗や摩擦力の影響はないものとする。 (1)小物体Aが斜面をすべりおり, Qの位置に到達したときの速さ Do. および到達するま での時間を求めよ。 その後小物体Aは水平面上を進み, Rの位置で小物体Bと弾性衝突をした。 以下の問いには 2。を用いて答えてよい。 (2) 衝突直後の小物体AおよびBの速さを求めよ。 小物体Bは水平面上を進み, Sの位置で壁と弾性衝突してはね返った後, 小物体Aと再び弾 性衝突した。まずa<1の場合について考える。 (3)小物体AとBが最初に衝突してから再び衝突するまでの時間を求めよ。 (4) 小物体AとBが再び衝突した直後の両者の速さを求めよ。

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物理 高校生

力のモーメントの質問です 赤でまるしている所なんですが、 なんで図から、 時計回り、反時計回りとわかるんですか?

15 (半円形の剛体のつりあい〉 ヒン る,ア 剛体にはたらく力がすべて鉛直方向なので, 腕の長さを AB方向にとるのではなく,水平方向(力と垂直、 にとるとよい。 いとは限らないことに注意する。 F い)剛体にはたらく力(糸に加えたカF, 重力Mg. 垂直抗力N)を図示すると図 aのようになる。 剛体にはたらくカ力の鉛直方向の力のつりあいの式より F+N=Mg ()剛体が床から離れる瞬間, 垂直抗力の大きさが0となる。 rcosé; rOGsin@ AI 0! B よって N=Mg-F (ろ)点Aと点0の水平方向の距離はrcosθであるので. 力のモーメントの式 「M=F×l」」より GfAN Mg F×rcos0=Frcos0 (a)向きは図aより 時計回り 図a 4 (ア)重心Gと点Oの水平方向の距離は OGsin0=- 3元 rsin0 であるので, カ のモーメントの式より Mg×。r 4 ーrsin0= 4Mg rsin0 3元 (b)向きは図aより 反時計回り (イ)垂直抗力 Nは作用線が点0を通るので腕の長さが0, すなわち, 力のモー メントは0である。 全※A 力のモーメントの反 時計回りを正として,力のモ ーメントの和が0と考えても よい。 (は)点0のまわりの力のモーメントのつりあいの式より 3元F ※B← よって tan0= 4Mg 4Mg ※A← Frcos0= 4Mg Lrsin0=0 3元 Lrsin0 (-Frcos0)+ 3元 (ウ)剛体が床から離れる瞬間, 垂直抗力の大きさが0となる。このときの限界 の力の大きさをF。とすると, ①式より N=0=Mg-F。 よって Fo=Mg (エ) F=Fo のときの角度が 0。なので, ②式より 3元M9_ 3 4Mg 合※B カFが大きくなると, の式より tan0が大きくなる ので, 剛体の傾き0が大きく なる。 3元F。 tan Oo= 4Mg Tπ 4 16(斜面に置かれた直方体のつりあい〉 「倒れる(回転する)」→ 剛体の問題 → 「力のつりあい」と「力のモーメントのつりあい 剛体の場合,どの点に力がはたらいているか(力の作用点)に注意して力の矢印をかく。 すべりだす条件 → 最大摩擦力で力がつりあうときがギリギリ 倒れる条件 → Aのまわりの力のモーメントがつりあうときがギリギリ (1) このとき, 物体にはたらく力を図示すると, 図aのようになる。斜面に平行 な方向の力のつりあいより, 摩擦力の大きさfは 『=Mgsin0 N(垂直抗力) Mgsino (?)価斜仙がaのときの際揺力の大きさを fもとすると、(1)と同様にして 2

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物理 高校生

この問題の(1)なんですけど問題文ではWは重さとなっているんですが答えではWは重力となっていて分かりません。重さ×重力加速度が重力じゃないんですか? 誰か教えてください

ふ 基本例題7 摩擦力 摩擦のある斜面上に重さが Wの物体を置いたところ, 物体は斜面上に静止した。斜面の傾きを0として,次の問 いに答えよ。 (1) 物体が受ける静止摩擦力の大きさはいくらか。 (2) 斜面の傾きをしだいに大きくすると, 斜面の角度が 6o 十べて図の点Oにと 体を置し 体に対 ご代向さの点会式) を超えたとき物体が滑り始めた。物体と面との間の静止摩擦係数μがtanθ。に等 しいことを証明せよ。 (1) 物体が受ける力は, 重力と斜面から受ける力(抗カ)の2つあり, この2力は つり合っている。抗力を斜面に平行な方向と垂直な方向に分けて考える。斜面 に平行な力が静止摩擦力, 垂直な力が垂直抗力となる。 (2) 物体が滑り出す直前の静止摩擦力が最大摩擦力になる。 ●考え方 Tいたのと木片との間の に 。 解答 カ ボの上に重きが 次の (1) 抗力の大きさをRとすると,静止摩 : A R 擦力の大きさfは,右図から N垂直抗力N。 f=Rsin0 R 重力と抗力はつり合っているから, W=Rより f=Wsin0 yC 静止摩擦力 ぶ W そら本の の を B 0 も 答 Wsin0 (2)(記述例) 垂直抗力をNとすると, s 力を fo N ゆえに tan O=, fo=tan loN …① AABC において tan0= N ー方,静止摩擦係数をμとしてo fo=uN…②向武平ホきさふ 物体が滑り出す直前(@=0,)では, 静止 摩擦力は最大摩擦力 foになっている。 0, 2を比較してμ=tan Oo 出 一 み K

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