理科
中学生
解決済み

「糸が力学台車を引く力を作用点がわかるように図示せよ」という問題なのですが、とても分かりません!教えてください!

(2) 図3は, 図2の力学台車の重力を矢印で表してある。この図に, 楽が力学台車を引く力を, 作用点がわかるようにして図示せよ。ただし, 図 中の一一-線は, 斜面に垂直な方向と平行な方向を方眼で表している。

回答

✨ ベストアンサー ✨

力には
・2物体どうしが接触することではたらく「接触力」
・接触していなくてもはたらく「場の力」
の2種類があります。

後者は、重力が代表例です。リンゴを持ってる手を離したら、リンゴは何にも触れていないのに勝手に落ちていきます。2年生のときにやった、磁界を貫く電流にはたらく力(フレミング左手のやつ)もそうですね。一方で、前者は物体と物体が触れることで互いにはたらく力のことであり、「AがBを⭕️⭕️する力」と書くことができます。例えば、糸の張力は「糸が物体を引く力」、バネの弾性力は「バネが物体を引く力」、垂直抗力は「接触面(地面)が物体を押す力」と書くことができます。このとき、力は受け身で書くので、実際に力がはたらいているのはBの方である、つまり作用点はBであることに注意してください。例えば、「糸が【物体を】引く力(張力)」がかかっているのは【物体】です。また、AがBに接触しているということは、当たり前ですがBもAに接触しているので、Bには「AがBを⭕️⭕️する力」が、Aには「BがAを⭕️⭕️する力」がはたらいているということですね。この2つの関係が作用反作用の関係です。

長くなりましたが、力の書き込み方は以下のようにします。
①物体のまわりをなで回す。(ナデ)
②するとコツンと物体にぶつかるので、そこで接触力を書き込む。(コツ)
③最後に場の力である重力を書く(ジュー)
覚え方は「ナデ・コツ・ジュー」です。

この問題の場合、台車の周りをナデると糸と斜面にコツンとぶつかります。よって、接触力として、糸と斜面の2つからそれぞれ力を受けます。【物体に】はたらく力を考えているので、糸からは「糸が【物体を】引く力T」=糸の張力を、斜面からは「斜面が【物体を】押す力N」=垂直抗力を受けます。
でも、今回は前者だけを書けばいいので、【物体に】作用点があるように点を打って糸の方へ矢印を引けば答えになります。最後にほんとは「ジューりょく」(重力W)を書きます。ちなみに、糸には「物体が糸を引く力T'」がかかっており、斜面には「物体が斜面を押す力N'」がかかっており、これらはT,Nと作用反作用の関係です。

ブドウくん

前に解答したときのコピーに付け加えて書いたので、おかしなところとか質問の意図にそぐわないところもあるかもしれません。

彩夏

ありがとうございます!とてもわかりやすいです!

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