B 3あ ) E C Fcos S % 5 10 第1編 力と運動 基本例題7 壁に立てかけた棒のつりあい 質量 m, 長さ 21 の一様な棒 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0の角をなすように立てかけた。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 棒が静止しているとき, 壁からの垂直抗力の大きさ NA, 床からの垂直抗力の大きさ NB, 摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 棒が倒れないためには, tan 0 がいくら以上であればよいか。 ただし,棒と床の間の静止摩擦係数をμとする。 Bのまわりの力のモーメントのつりあい, 鉛直方向と水平方向の力のつりあいを考える。 答 (1)棒にはたらく力を図示する。 Bのまわりの力の モーメントのつりあいより mg xlcos0 - NA×21sin0 = 0 mg 2 tan 0 NA=- 鉛直方向のつりあいより NB-mg=0 よって NB=mg 水平方向のつりあいより NA-F=0 Let's Try! 8. 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°の角度をなすように立てかける。 棒のA端から離れた 点に重さ W〔N〕 のおもりをつるしたところ, 棒は静止した。 (1)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〕, 摩擦力の大きさをF〔N〕 と する。 NA, NB, F をそれぞれ求めよ。 Na= W 3 tan ① NA=F @ 3 NB=1/3xw こ X 3 Na mg F=NA= 2 tan 0 (2) F が最大摩擦力μNB をこえ なければよいので F≤UNB = mg 2 tan tan 02 Wo w cos/60°= Nasin60°xl wcOS 600 3 Sin 60°& Mμmg 1 2μ 60° F NA とする。 NB B (2) 棒の立てかける角度を変化させたとき, 棒が倒れないためには, 角度を何度以 上にすればよいか。ただし,棒と床の間の静止摩擦係数を 1/3 2 8. (1) NA: (2) NB: F: NE Ima NA mg F- m 21 21 sine NB Icos XB →例題 7 2 重心 (1) 重心 4 点 質 100 基 1. 質量 40c' め 1. 重 £