この剛体のつり合いの問題の答えを教えてください。

図2のように、長さが4Lで質量がmの一様な (よって重心がABの中点にある) 細い棒 AB を摩擦 のある壁に押し当て、 右端 B と壁の上の点Oを軽い糸で結び、棒を水平にする。このとき OAの長 さが3Lであるとする。 重力加速度の大きさを」として以下の空欄を整数か既約分数で埋めよ (こ の問題は√2 のような無理数が答に現れないように調整されている。 (8) (9) は以下の選択肢から 選ぶこと。 (8) と (9) の選択肢・ 1. 時計回り方向 2. 反時計回り方向, 3. 紙面手前から奥, 4. 紙面奥から手前 (i) 点Bに加わる糸の張力が作る点Aの周りの力のモーメント(=トルク)の向きは (8) り、棒の重力が作る点Aの周りの力のモーメントの向きは (9)である。これら2つの力のモー メントのつり合いから糸の張力がmg の (10)倍であることが分かる。 また水平方向と鉛直方向 の力のつり合いから、棒が壁から受ける垂直抗力の大きさがmg の (11) 倍であり、棒にはたら く静止摩擦力の大きさがmgの (12)倍であることがわかる。 (ii) 前問の状態が「棒が滑り出す直前のぎりぎりの状態」であったとすると、壁と棒の間の静止摩擦 係数の値が (13)であることがわかる。 3L O A 4L B Figure 2: 棒に加わる 「重力壁との摩擦力壁からの垂直抗力 ひもの張力｣ が釣り合っている

質問です。 もし物体が鉛直上向きに動いていたら、W=Fxsinθになると思うのですが、この考え方は大丈夫でしょうか? 教えて下さい〜!! 宜しくお願いします。

力の向きと移動の向きが異なる場合 図図のように、水平面上に置かれた物 体に、水平と角をなす向きに大きさF の力を加えて、距離s だけ移動させたと する。このとき、物体が移動する方向の 力の成分 Fcose だけが仕事をするので、 仕事W は, Fcost と移動距離sの積で 表され, W=Fcosexs = Fscosとなる。 仕事 -Plus W=Fscose ... (2) Fsino Fros 図2 力の向きと移動の向きが異なる場合 物体は水平方向に移動するので、鉛直方 向の力の成分 Fsinは仕事をしない。 20 W〔J〕･･･仕事, F〔N〕 ･･・ 力の大きさ, s〔m〕…. 移動距離 8… 力の向きと移動の向きとのなす角

なんで、右辺だけじゃダメなのか教えて欲しいです、

25. バットのAから重心Gまでの距離を x [m], 重 さをW〔N〕 とする. i) バットの一端A をもち上げたとき B まわりの力のモーメントのつり合いより W (0.80-x) = 3.5 × 0.80･･･ ① ii) バットの一端Bをもち上げたとき Aまわりの力のモーメントのつり合いより Wx = 4.5×0.80･･･ ② baino A 3.5N OS 60 < (0-0) 0.8 80cm 02 IC G W NBA B (日)

張力Sの式が求めた式からどうやって導出するのかがわかりません。教科書の答えに近づくように自分なりに計算はしてみたのですが若干違う式になりました。 どなたか回答よろしくお願いします🙇‍♂️

伸び縮みのない軽い糸の一端を質量M,長さの一様な細い棒 AB の点Bに結 4. (吊り棚のつり合い): び点Aを壁に押し付け, 棒が壁に垂直になるように糸の他端を壁に結んだ。 が壁なす角0とこのときの糸の張力の大きさ S を求めなさい。 ここで, 棒と壁面 の最大静止摩擦係数をμとする。 重力加速度の大きさをgとする。 (解) 棒が壁から受ける垂直抗力の大きさを N とすると, 棒に加わる力は図 15.7のように なる。 力のつりあいから 0 である。 以上の関係から SAN AN A に関する力のモーメントのつりあいから Mg 図 15.7 吊り棚のつり合いの解説図 S = S Mg=μN + Scos 0, N = Ssin0 V1 +μ2 μ 1/2 Mg = Sl cos 0 -Mg, tan 0 B = fl

張力Sの式が求めた式からどうやって導出するのかがわかりません。教科書の答えに近づくように自分なりに計算はしてみたのですが若干違う式になりました。 どなたか回答よろしくお願いします🙇‍♂️

伸び縮みのない軽い糸の一端を質量M,長さ1の一様な細い棒AB の点Bに結 4.(吊り棚のつり合い): び,点Aを壁に押し付け, 棒が壁に垂直になるように糸の他端を壁に結んだ。糸 が壁なす角0とこのときの糸の張力の大きさ S を求めなさい。 ここで,棒と壁面 の最大静止摩擦係数を μ とする。重力加速度の大きさをgとする。 (解) 棒が壁から受ける垂直抗力の大きさをN とすると, 棒に加わる力は図 15.7 のように SA なる。 力のつりあいから 0 UN である。以上の関係から A N Aに関する力のモーメントのつりあいから 図15.7 吊り棚のつり合いの解説図 S = || Mg Mg = μN + Scos0, N = Ssin A 1 2 S 1/251 V1 + μ² μl Mg = Sl cos 0 BOISH MAR Mg, tan0 = 1 μ

この問題で、2枚目の図で長さが2lsinシータ30度になり、角度が棒を挟んで30度、30度になっている理由が分かりません。お願いします。

チェック問題 1 剛体のつり合い 標準 8分 次の図で、棒ABは長さ21で、質量mの一様な棒である。 糸は水平から60°の角度で張っている。 (1) 棒が糸から受ける張力T, 床から受ける垂直抗力N 静止摩擦力 F の大きさを 求めよ。 (2) 棒と床との間の静止摩擦 A 係数μがいくら以下になる と, 棒はすべり始めるか。 21 30° B 60°

リードa15ページの問題です！ 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30＝0で答えが出てこないのは何故ですか？

リード C 0,1 198N /第2章 剛体にはたらく力のつりあい 15 1964 基本問題 13. 棒のつりあい 長さ20cmで質量 1.0kg の一様 な棒ABの両端におもりをつるし, A から 7.0cmの点 Pにばね定数が980N/m のばねの一端をつけた。 ばね の他端を天井に固定して静かに離すと, ばねは10cm伸 び棒は水平につりあった。 A, B につるしたおもり km の質量 ma, me [kg] を求めよ。重力加速度の大きさをg=9.8m/s²とする。 a&№. (a) '///////// 60° A A 14. 棒のつりあい●長さ 0.60m, 重さ 60N の一様な棒 AB を,A端につけた糸でつる し力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) Fは水平 (b) カFは鉛直上向き (c) 棒 AB BL は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F [N] の大きさを求めよ。 F 7.0cm (b) . A なすように立てかける。棒のA端から 1/31 GON ↓F 980 N/m 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり,A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により, 図に示す状態で支えられている。ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 0.10m B (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分,鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ryとする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題3 16. 壁に立てかけた棒のつりあい 長さ 1[m]の軽い棒 AB を, 水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に,水平から 60°の角度を (c) '///////////// 45° l離れた点に重さ W 〔N〕 の A IC 13 130° 60° B 例題3 M60B 例題 3 60° PE, COBY B Na おもりをつるしたところ,棒は静止した。 (1)棒にはたらく鉛直方向および水平方向の力のつりあいの式と,点 Bのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てよ。 棒が壁か ら受ける垂直抗力の大きさを NA 〔N〕, 床から受ける垂直抗力の大きさをNB〔N〕 , 摩 例題 4,24

リードa15ページの問題です！！ 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30＝0で答えが出てこないのは何故ですか？

14. 棒のつりあい●長さ(a) 0.60m, 重さ60N の一様な棒 AB を, A端につけた糸でつる し,力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) 力Fは水平 (b) 力Fは鉛直上向き (c) 棒 AB Bl は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F〔N〕 の大きさを求めよ。 60° F (b) A 0.10m B 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり, A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により。 図に示す状態で支えられている。 ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分, 鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ry とする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題 3 (c) A C 130° A 60° 45° B 例題 3 30° B

下の問題に置いて、TとμNが、もし等しい関係にあり、糸を引く力を大きくした場合、物体はどのように動きますか？滑りながら傾くのですか？

基本例題22 物体が傾く条件 図のように、質量がm で, 縦, 横の長さがん, lの直方体の一 様な物体を水平であらい床の上に置き, 物体の上端に糸をつけ て水平に引く。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 引く力の大きさがTをこえたとき, 物体は床の上をすべる (2) (1)のようになるための床と物体の間の静止摩擦係数μの条件を求めよ。 ことなく図の点Pの位置を軸に傾き始めた。 T を求めよ。 指針 (1) 物体が傾き始めるとき, 物体の底面は床から浮き上がるが, 端の点Pだけは床に接した ままである。このとき、垂直抗力Nと静止摩擦力の作用点は点Pにある。 (2) 傾き始めるときの静止摩擦力Fが, 最大摩擦力μN より小さければよい。 解答 (1) 物体にはたらく力は図のようになる。 物体 は点Pの位置を軸に傾き始めるので,垂直 抗力Nと静止摩擦力Fはともに点Pにはた らく。 点Pのまわりの力のモーメントのつ りあいより mgx/1/13-1 T×h=0 よって 2 (2) 水平方向の力のつりあいより T=mgl 2h T-F=0 よってF=T=mgl 2h 鉛直方向の力のつ りあいより N-mg=0 よって N = mg 物体が床の上をす べることなく傾き 始める条件は F<μN よって したがって μ> mg mgl 2h ĮERTA 2h 1 2 F N <μxmg 9端C棒(1 93- 端に Ch 棒 (2) 9. 水 な お (1 (2

マーカー部分でなぜ1/√10と表すことができるのでしょうか？

2.4 剛 例題 2 剛体のつり合い 擦のない鉛直な壁につり下げる。このとき糸の張力および垂直抗力を求めよ 底面の直径α, 高さ α. 質量Mの一様な直円柱を長さaの糸で図4.6のよう 【解答】 糸の張力をT, 糸が壁となす角を0, 壁から受ける垂直抗力を入 と、力のつり合いは 鉛直方向: Mg=T cos e 水平方向: N=Tsin 0 である。また、図4.6の点Aのまわりの力のモーメントのつり合いは Na cos0=Mg (a/√2) sin(45°-0) =Mg (a/2)(cos 0-sin 9 加法定理 である。 未知数は T,N,0 であるから,これから T, N を消去して 3 sin 8=cos 0 体 いまは、0°<<90° であるから,式④より 3 sin 8=- cos=- √10' √10 よって, 式①,②より, 求める張力および垂直抗力は, N=1/32Mg T=Mg, 3 N 45° 図4.6 M 45-0 a 0₂ 図4.7 M acost A F N m Lash(45 < Mg ** pofsofor 2.1 図 4.7のように長さ /質量Mの一様な棒を糸でつるし,下端 引っ張る。このとき糸および棒の傾き, 糸の張力を求めよ. 2.2 図 4.8のように水平台に置かれた半径 α, 質量Mの一様な ら質量mのおもりをつり下げた。半球殻はどれだけ傾くか.