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物理 高校生

【2】の(3)についてです。 ダイレクトに2メートル持ち上げた時と仕事は変わらないという法則は理解しているのですが、【1】の(3)や(6)のように垂直方向にした仕事は0Jというのはどうしてこれには当てはまらないのでしょうか?

[27] 仕事と仕事率 年 【1)カがする仕事◆ 図は, 地点Aから地点Bま で水平右向きに移動する間に, 物体が受けて いた力の1つを示している。その力が物体に 【2】動滑車を利用した仕事◆ 定滑車 図のように,質量 1.0kg の 物体に軽いひもをつなぎ, 動滑車と定滑車を用いて, 地面から高さ 2.0m の地点 までゆっくりと物体を引き 上げる。次の各間に答えよ。ただし, 滑車は 軽くてなめらかに回転するものとし,重力加 速度の大きさを9.8m/s? とする。 (1) 人がひもを引く力の大きさは何Nか。 した仕事は何Jか。 動滑車 10N 1.0kg A- - 2.0m 207 (0x210-20 20N。 X60° 26N N3 60° 半行になる。 長さて2倍、 19.6N y A- 3.0m B v Vl1ox9.8x210=196 Toになる。 10x3.0 =30 う0) 110x9.8×4=4.9 ール 430N 4:9N ポめちゃってる A 10m B 2N 0J (2) 人がひもを引く長さは何mか。 0.5x9.8×メニ19、6 135° 135° 2.0N B ス=4 20m -1,4x20 (28) ー28 そ.0m 6.0N A 3.0m- +B -6.0×3=-18 F18I (3) 人が引く力のする仕事は何Jか。 COS 80°~0 A 2.0NF 0J HB 15m COS 240-0 OJ れ9メ4,0219.6号20丁 イルクトにスれ持ち上げ時と同い (仕事の法則) ○000

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物理 高校生

波線を引いたところが分かりません。なぜ重力ではなく垂直抗力の反発力がモーメントに影響するんですか?

必解14.〈棒のつりあい) 次の文章を読み, a~c]については選択肢より適切な向きを選べ。 図のように,長さ1,質量Mの一様な細い棒を床から垂直な壁 に 45°の角度で立てかけた。棒が床と接する点をPとする。壁は なめらかで棒と壁の間には摩擦察はないが,棒と床の間の静止摩擦 係数はμである。ただし、 重力加速度の大きさをgとする。 (1) まず, 立てかけた棒がすべり落ちないためにμが満た すべき条件を考えよう。棒にはたらく力のつりあいから, 棒が床から受ける垂直抗力の大きさはア]であり、 棒にはたらく力のモーメントのつりあいから,棒が壁か ら受ける垂直抗力の大きさは イ]である。それゆえ, 静止摩擦係数は μ>ウ]を満たす必要がある。 (2) いま,質量 mの小さな粘土の粒を, 棒の上にそっと置 2 力とつりあい 11 ア クに適切な数式を記入せよ。また, 壁 45°% 床 c]の選択肢 a (8 3 5 45°) ただし,いずれも鉛直面内とする。 いた。点Pから棒にそって今0 2 -1の位置に置いても棒がすべり落ちないための条件を考えよ う。粘土粒が棒上に固定されているとき, 粘土粒にはたらく力は, 重力と棒からの抗力で, これらがつりあっている。したがって作用反作用の法則から, 棒が粘土粒から受ける力の 向きはa で大きさはエ である。(1)での考察と同様に, 棒にはたらく力のつりあ いと力のモーメントのつりあいから, 静止摩擦係数は μ>オ]を満たす必要がある。 次に,粘土粒を取り除き, 同じ質量 mの小球を, 棒の点Pから棒にそって打ちだしたと 2 ころ,小球は棒をのぼり始めた。小球が点Pから棒にそって今いの位置まで上がっても棒 がすべり落ちないための条件を考えよう。小球と棒に摩擦がないとき,小球にはたらく力 は、重力と棒からの垂直抗力であり,その合力の向きはb]で大きさはカ]であ り、小球の動きは棒にそった等加速度運動となる。したがって,逆に棒が小球から受ける 力は,向きはc]で大きさはキ」である。。これまでの考察と同様に、棒にはたらく 力のつりあいと力のモーメントのつりあいから, 静止摩擦係数は μ2ク]を満たす必 [11 立命館大) 要がある。 G

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