この問題の解説をして欲しいです。途中式や計算方法を教えて欲しいです。お願いします。

[15 水平であらい床面上にある質量 5.0kgの物体に対し, 図 のような角で力を加える。 力を徐々に大きくしてい ところ、大きさ 15 N をこえたときに物体は静かにすべり始 めた。重力加速度の大きさを9.8m/s 2 とする。 (1) 物体がすべり始めるとき, 物体が床面から受ける垂直 抗力の大きさ N [N] を求めよ。 (2) 物体が床面から受ける最大摩擦力の大きさ F [N] を求めよ。 (3) 物体と床面との間の静止摩擦係数 μを求めよ。 5 ' 2₁ 9

物理基礎の問題です。 解説を噛み砕いて説明していただけると嬉しいです

121. 斜めに加えられた力と摩擦力 f le 解答 (1) (2) tan≦μ mg sino-μ coso (1) 物体が受ける垂直抗力をN, 静止摩擦力をFとして、水平w :日 方向, 鉛直方向の力のつりあいの式をそれぞれ立てる。すべり出す直前 DENAU DE には,静止摩擦力は最大摩擦力となる。 (2) 物 体が受ける力の水平方向の成分の大きさが, 常に最大摩擦力以下であればよい。 解説 (1) 垂直抗力をN, 静止摩擦力をF とすると､物体が受ける力は図のようになる。 水平方向と鉛直方向のそれぞれの力のつりあ いから, F mg 水平方向: fsin0-F=0 鉛直方向 : N-mg-fcos0=0.② 式①から, F= fsino③fcose fsin 静止摩擦力は,物体が すべるのを妨げようとす る左向きにはたらく。 69

ここの途中式が分からないので誰か教えてください

はない。 解説 (1) 遠心力の大きさをF'' とすると, 「F'=ma=mrwa」の 係式から, F'=mR (2πn)2=4²mRn² (2) 壁から受ける垂直抗力の大きさを Nとすると, 人が受ける力は図のよう になる。 壁に垂直な方向の力のつりあ いから, N=F'=4²mRn² 壁に平行な方向 (鉛直方向)の力のはた らきを考えると,最大摩擦力μN が重 mg 以上であれば、人はすべり落ちない。 mg MuN mg≤µ•4n²mRn² 回転軸 R- 1 9 nz 2V μR 1 N 1. 物体のついた円錐振り子 F (1) Mgsin0 (2) m=Mcose (3) gtan / (4) 0:1倍, : 4倍 Pは、 水平面内で等速円運動をしているので、糸の UN mg

どうして、最大摩擦力を向心力として等速円運動するのですか。

202. 摩擦と向心力粗い回転盤の上で,回転軸からの 距離が10cmのところに物体を置き, 円盤の回転数をゆ っくりと大きくしていくと, 毎分60回転をこえたとき, 物体がすべり始めた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² として、物体と回転盤の間の静止摩擦係数を求めよ。 ヒントすべり始める直前で、物体は,最大摩擦力を向心力として等速円運動をしている。 LON 作 303 MAHE67 10cm D FRE 例題26 ALBERTILL

【公式使う計算】公式当てはめてもこんなものになりません。角幅動数って2π/T、2πfしか教科書に載ってないんですが、どれを当てはめてもこれになりません。どういうことですか？

7 摩擦のある運動 ばね定数kの軽いばねの一端 質量mの物体を取りつけ、 あらい水平面上に置き, ねの他端を壁に取りつけた。 ばねが自然の長さのと の物体の位置を原点として、図のように軸を り、力の正の向きは、軸の正の向きとする。重力加速度の大きさを物体と水平面 その 間の動摩擦係数 とする。 物体をx軸の正の向きに引き, ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め, 質量 時間がれだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がでのとき 物体にはたらく力の水平成分Fはいくらか。 する。 (1) のときはいくらか 力の (ust 48 重なった2物体の単振動図のように、ばね定 kのばねのつながった質量Mの平らな台がなめら ・な水平面上にあり, 台の上には質量mの物体が置 れている。 ばねの他端は壁に固定されており, 台を 平に振動させることができる。 台を水平に引っ張り ばねが自然の長さからdだけ びたところで台を静かにはなしたところ, 物体は台の上ですべることなく,台と一体 こいくらされて らの伸なって振動した。台と物体の間の静止摩擦係数をμ,重力加速度の大きさをgとする。 42,43. この振動の周期を求めよ。 0000000000 0 0 台 振らせる 小物体 m M ばね k voo 49 初期位相がある単振動 なめらかな水平面上に 質量 m の小球を置いてばね定数kの軽いばねの一端0000000000〇 自然の長さ を接続し ばねの他端を壁に固定する。 ばねが自然の さのときの小球の位置を原点Oとして、図の右向 きに軸をとる。 速度の正の向きは,x軸の正の向きとする。 時刻 t=0 に, 原点Oにある小球に初速度4 (v>0) を与えたところ、小球は単振動 を行った。 単振動の振幅 A をk.m.vo を用いて表せ。 この ・センサー2) (1) のとき、小球の単振動の角振動数を①として,時刻t における小球の座標をA. wtを用いて表せ。 -] のおも3) 小球を一度静止させてx=A の位置まで移動し、静かにはなすと小球は角振動数の 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 振動中にばねの伸びが」となった瞬間の、物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 1~④のの単振動を行った。 小球をはなした時刻をt=0として,時刻における小球の座標 をA, w, tを用いて表せ。 4) (3)のとき、小球が原点を通過するときの速さを Vとする。 時刻t における小球の 速度をV, w, tを用いて表せ。 92 10 10 単振動 89

解き方教えて欲しいです🙇‍♀️

② 質量 長さ ①のはしご AB を鉛直でなめらかな壁面 とあらい水平な床の間に水平からの角度でたてかける。 このはしごを質量 5m の人が登っていく。 tan O 4 床とはしごの間の静止摩擦係数を0.5, 重力 - 3 解答 (1) 3(Z+10x) 81 ・mg (2) B端から距離 加速度の大きさをg とする｡ (1) 人が B端から距離xだけ登ったとき, B端が受ける 摩擦力Fの大きさを求めよ。 (2) 人がどこまで登るとはしごはすべりだすか。 ヒント ・Bのまわりの力のモーメントを考える。 最大摩擦力になるとすべりだす。 10 A 1の所 N m 5m Fr O B

なんでこれ座標をマイナスにしないんですか？プラスになる理由がわかりません

-L < 7L M @87 立てかけたはしご 質量10kg, 長さ6.0mの一様なはし 右図のように床面と60°の角をなすように立てかけた。 質 量 50kgの人がはしごを登る。 はしごと床との間の静止摩擦係数 050とする。 はしごと壁との間の摩擦は無視でき, 人の大き さは無視してよい。 人がはしごに沿って2.0mだけ登ったとき, はしごは倒れ ることなくつり合いの状態を保っていた。 このとき, はしごが 床から受ける摩擦力の大きさはいくらか。 (2) 人がはしごに沿ってどれだけ登ると, はしごはすべり出すか。 こう 83 物体のつり合い 右図のように、質量M, 半径 2aの厚さが一定で均一な薄い円板の中心を原点Qとし て、水平右向きに軸､鉛直上向きに軸をとる。 次に, この大きな円板から半径αで中心A (a,0)の小さい円板 を切り抜き,残った物体(以下,物体とよぶ)の点 B-24.0)C(0.2a) に軽くて伸び縮みしない糸 1,2 をそれぞれ取りつけ,糸の他端を天井に取りつけたとこ ろ、それぞれの糸はたるむことなく鉛直となり物体は静 止した。 このとき, 糸1.2が物体を引く力の大きさを それぞれ FF2 重力加速度の大きさをgとする。 尻を緑の使用いて表せ。 F2をM,g を用いて表せ。 B -2a 89 転倒する条件 右図のように, 水平な床の上に板を置き, その上に高さα底面の1辺の長さ 質量 m の一様な直方体の 物体をのせる。 板の一端を持ち上げて、傾斜角をしだいに大き 解 20 なめらかな半円柱と棒 右図のように,あらい水平面 上に固定された半径rのなめらかな半円柱に、長さLの一 様な棒を立てかけたところ、棒と水平面とのなす角が 45° よ 大きくなると棒がすべった。棒と水平面との間の静止摩擦 を 97 ✓++ 物体 ?? 60% A 2a C 7 mg O くしていく。物体と板との間の静止摩擦係数を440,重力加速度 の大きさをg とする。 (1) 物体が板の上をすべり出さないための0の条件を求めよ。 (2)物体が倒れるための0の条件を求めよ。 ( 3 ) 物体が板の上をすべり出すことなく、倒れる場合のμ の条件を求めよ。 係数が by (m> //) であるとき、Lはの何個か。 山 を用いて答えよ。 AN 天井 2a 6 1 4 1+ (?)はがすべり出す直前は, はしごが床から受ける摩擦力は最大摩 の下端が水平面より受ける摩擦

＝がなくなる理由を教えてください

(3) 直方体にはたらく水平方向の力のつりあい から. F=T…..③ 静止摩擦力Fは最大摩擦力 μN以下であるの F≤UN 式① ③ をそれぞれ代入すると、直方体がすべ らないためには, T≤μW これから TがμWをこえると直方体はすべ り始める。 直方体はすべる前に倒れるので T.<μW ・W<μW b 2a b 2a 5. 剛体にはたらく力 67

この解答の図のMgsinθとMgcosθは逆では無いのですか？なぜこうなるのか教えて欲しいです。お願いします。

12.糸でつながれた2物体の運動 08分 図1のように,あら い斜面の上に質量Mの物体Aを置く。 Aには軽い糸で質量mのお もりBがつながれ, B は滑車を通して鉛直につり下げられている。 斜面が鉛直方向となす角度(頂角)は0°<0≦90°の範囲で変える ことができる。 Aと滑車の間では糸は常に斜面に平行に保たれる。 滑車は軽く、 またなめらかに回転できる。 ①1-μtan01 ②1 +μtan O ③ cos 01-μsin 01 ④ cos 01+μsin 01 ⑤-μcose+sin 01 ⑥ μcoso+sin 01 問2 図2のように, 斜面を水平 (8=90°) にし, A を面上に置い て静かにはなしたところ, B は降下し始めた。 Bが距離んだけ降下したときの, Aの速さを表す式として正し いものを次の①~ ⑥ のうちから1つ選べ。 ただし,このときAは面の端まで達していないものとする (√2gh (2) [③] [⑤] Aと斜面の間の静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ′,重力加速 度の大きさをg とする。 図 1 問1 最初,Aは斜面上に静止していた。 斜面が鉛直方向となす角度(頂角)を徐々に大きくしていくと, 角度が 01 をこえたときにBが降下し, Aは上向きにすべり始めた。 2mgh m+M m このとき, 質量の比 を 01 で表す式として正しいものを、次の①~⑥のうちから1つ選べ。 M 2gh(m-'M) M 4 6 2mgh M 2gh (m-μ'M) A m 2gh (m-μ'M) m+M M A M 滑車 図2 B m [2010 本試]

物理、重要問題集の44の(4)で 解答のF=k(L-L0)=mg、つまり弾性力が重力と等しくなる理由を教えてください！

標準問題 A 必解 44. 摩擦のある回転台上の物体〉 水平面で回転できる回転台があって、 回転台水平面上の回転中心を点Oとする。 質量 m [kg] で大きさの無視できる物体Aを. 回転台上で点Oから [m]の点Pに置く。 物体と回転台の間の静止摩擦係数をμ. 重力加速度の大きさを g 〔m/s²] として,次の問い に答え (1) 回転台が回転していないとき, A にはたらいている力を図によって示せ。 (2) 回転台を角速度w [rad/s] で回転させる。 Aが点Pですべらないで回転台とともに回転 しているとき, Aにはたらいている力を, 回転台上でともに回転しながら観測するときと 回転台の外で観測するときとで, それぞれどういう力が観測されるか。 図によって示せ。 (3) 前問 (2)の状態からを徐々に上げていったら, w=w [rad/s] でAが点Pからすべりだ した。 μをlo, g, wo を使って表せ。 (4) 長さ 〔m〕 のつる巻き状のばねがあって,これにAをつるすと長さが 〔m〕 に伸びる。 ばねの一端を点0につけ, 他端にAをつけて回転台に置いた。 ばねの長さがZ] [m〕に伸び ているとき, Aが回転台上をすべらないで回転できるの大きさの範囲を答えよ。 μは1 より小さく, ばねと回転台の摩擦はないものとし, また, ばねの質量は無視できるものと する。 必解