16番 右向きの運動なのに静止摩擦力が右向きに働くのはどうしてですか？Ｂを中心に考えたらBは左向きの運動をしてるから摩擦は右向きに働くってことですか？

軽いばねとは、ばね自身 SA できるばねのこ とである。 5. _とBの接 接の場合 ... るので ① もりの あいの式 00000000000000000~ かけ できる。 傾きの 度 一般に、 直列接続の場合 +++ を考える。 (2) (3) 重力を斜面方向の成 は常に力がつりあう。 NV-mgcos 6=0 ②より =-g (sin6+pcos 0)[m/s] 2 N 方向下向きを正 F = N 向きとすると, mg in 方程式は mg cose 15.. (1) (s) Bの質量をm[kg], A. Bの加速度の大 きさをα [m/s] とする。 N Bの加速度は重力 mg と張力 Tの合力に よって生じているので、運動方程式は may=mg-Ti よって Ti=m(gla) =2x(10-5)=10(N) WA T Mo A No.L <模擬試験、本試験でよくありがちな設定です> 16. 床の上に物体 A, B が乗っている。 AとBの質量をそれぞれ M, m [kg], 重力加速度の大きさを g 〔m/s2] とす <前問 m 17. 右の B M A 小物体 上に乗 の間の (b) Aの加速度は張力 T によって生じているので Ma、T、よりM-12 (kg) (2) (3) (1) と同様に、Bの運動方程式は (1)の場合、 A を水平方向左向 Na 引いて静止させたときに、 引く力の大きさを T, A. B 間の糸の張力の大きさを To る。 Aと床との間の摩擦は無視できる。 AとBとの間の静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ' とする。 AをカF [N] で水平に引く。 の間の mas-mg-T 25t Ti=m\g-as) -2x(10-4)-12(N) とすると, A, Bそれぞれの 力のつりあいより A: T-To=0 T B: T-mg-0 (b) Aの加速度は、張力T と動摩擦力F の 合力によって生じているので (1) F が小さいときは、静止摩擦のため AとBは一体になって運動する。 このときのAの加速度 α, B にはたらく摩擦力を求めよ。 与える。 (1) 小 Mg よって T=mg -2x10=20(N) Max-Tr-F よって FT-Ma=12-2×4=4(N) tmg つまり、引く力の大きさで" はBの重さに等しい。 (c) 水平面がAに及ぼしている垂直抗力の大きさをN [N] とする。 鉛直 方向の力のつりあいより N-Mg = 0 N=Mg=2×10=20 (N) F=Nの式より メード 0.2 (2)Fがある大きさ Fo を越えると, BはAの上ですべるようになるFを求 めよ。 (2) 板 - (3) 小 N (3)引FFより大きいとき, BはAの上ですべりだす。 このときの AおよびBの加速度 αA, B を求めよ。 てす 最 F=ma キニナ すべり出す直前のみ つかこるのが at= F m =Mag Fo=UN 床からの垂直抗力 ∫の 反作用 F-f A. B にはたらく力は図のようになる。 このときBがAの上ですべって いても一体となって運動していても、基本的に力は同じようにはたらい ている(ただしの大きさや静止摩擦力、動摩擦力のちがいはある)。 (1) A. Bは一体として運動 しているので, AとBの加 速度は等しく, ブは止 摩擦力である。 図よ り, A. B それぞれの運動 方程式は A 最大摩擦力ではない NO 反作用 Mg ので、f=μNとしてはいけ ない。 A: Ma=F-fa... ① B:ma=f&B4 ①+②より手を消去すると (M+m)a=F amm (m/s²) この結果を②式に代入すると M+m mF [N] f=mx+m+m (2)F=Fのとき、BはAに対してすべるかどうかの境い目にあるので、 JN (Nは物体Bにはたらく垂直抗力)の関係が成り立つ。 (1)の答え にこのことを代入すると ノmFe=uN=μmg M+m Fo-pl (M+m)g[N] (3)FF のとき, BはAの上をすべる。このときAB間にはたらく摩擦 カノは動摩擦力で B 物体AとBにはたら 力は互いに作用と反作 用の関係なので、 お互いが じ大きさである。このことは BがAの上で一体となってい でもすべっていても成り立つ 関係である。 C 物体Bの鉛直方向の つりあいより N-m=0 よって N=mg juN=pmg とBは別々の加速度 Ch, 4sで運動するので①と② を用いた。 # M =F.μlog Mg M

高校物理です。 この剛体が傾く条件がはっきり理解できません。どのような仕組みでこのような不等号が分かりますか？どなたか教えていただきたいですm(_ _)m

⑥ 剛体が傾く条件 m M (a) 引かないとき (b) 引く力 を加え, 大きくしていくとき T (c) Tを大きくし 傾き始めるとき T N 重力の 作用点は 重心 N AN このとき mg mg mg F 力のモーメントはつりあい,Nの作用 点は剛体の端のほうへ移動していく 剛体が傾くかすべりだすかの条件 摩擦力が十分に大きいと仮定して,剛体が傾く F<μN すべる前に 瞬間の摩擦力の大きさFを求める。 傾き始める ② Fと最大摩擦力 μNとの大小関係を考える(μは静止摩擦係数)。 N Nの作用点は 剛体の端 と囲ま 微小区 方形の 和が は、 静止摩擦力 F F>μN 傾く前に すべり始める

(1)の解答で、点Pのまわりの力のモーメントのつり合いより mg×L/2-T×h=0 (lはLと表記してます) という式がありますが、mgの力の向きとTの力の向きは違うのに揃えなくていいのですか？どうして揃えなくていいのか説明していただけるとありがたいです。

基本例題 6 物体が傾く条件 22 解説動画 一図のように、質量がmで、縦、横の長さがんの直方体の一 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 ことなく図の点Pの位置を軸に傾き始めた。 Tを求めよ。 @a 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Fの作用点は点Pにある。 (2) (1)のようになるための床と物体の間の静止摩擦係数の条件を求めよ。 (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。 圀 (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 鉛直方向の力のつ りあいより T IN h 1|2| P mg X 1/12-Th=0 よってT= mgl 2h 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 m F mg (2) 水平方向の力のつりあいより mgl F<μN よって T-F=0 よって F=T=mgl <μxmg 2h 2h したがって μ> 2h

(3)(6) ２枚目の写真のマーカー部分で、なぜF≦μRになるんですか？ FとμRはそれぞれなんの力ですか？

14 * 基 水平な粗い床の上に, なめらかな 斜面をもつ質量 M の台が置かれている。 斜面の角度は30° である。 質量mの小 物体Pが,天井に固定された糸で斜め 上方に引張られ, 斜面上の点Aで静止 していて, 糸が鉛直方向となす角度も 30°である。Pの床からの高さをんとし, 重力加速度をg とする。 P m A M 30° B 30° 01 (1) 糸の張力T, およびPが斜面から受ける垂直抗力 N をそれぞれ求 めよ。 (2)台が床から受ける静止摩擦力F と垂直抗力R をそれぞれ求めよ。 (3) 台と床との間の静止摩擦係数μはいくら以上か。 糸を切るとPは斜面に沿って滑り出した。 一方, 台は静止していた。 (4)Pの加速度α, およびPが斜面から受ける垂直抗力 N2 を求めよ。 (5) 糸を切ってから,Pが斜面を滑り, 下端Bに達するまでに要する 時間を求めよ。 また, Bに達したときの速さを求めよ。 (6) このようにPが斜面上を滑っている間, 台が静止しているために は,台と床との間の静止摩擦係数μはいくら以上であればよいか。 (山形大 + 徳島大)

（2）教えてください！ なぜ f>μn という条件が満たされれば良いということになるのですか？

7 図のように、 粗い板を角度0だけ傾けて斜面をつくり、 その 上端の支点に結んだ軽いばねの下端に、 質量 m の物体をと りつける。はじめ、物体を支点から見て、 斜面に沿ってまっ すぐ下方の点に置き、すべり出さないように止めておく。 このとき、 ばねは自然長に保たれ、 伸び縮みはないものとし て、以下の問に答えよ。 ただし、 板と物体との間の静止擦係 支点 自然長 mgsin m. 10. μmg1050 数をμ、動摩擦係数をμ'とし、 ばね定数を k、 重力加速度の大きさをgとする。 Ving (1) 物体を放したとき、 物体は斜面に沿ってすべり出した。 到達する最下点では、ばねはどれだけ伸びて いるか。 (2) 物体が最下点に到達した後に、引き返す方向に動き出すためには、 tan はどのような値よりも大きく なければならないか。

物理の運動方程式の問題です。 下の問題の（2）についてですが、解答には計算の過程で AB間にはたらく最大静止摩擦力fについて、 f＝μN＝μmg（N＝mgより）と書いてありました。 ここでなぜNをmgに直したのでしょうか。 Nのままではいけないのでしょうか。 分かる方教えて... 続きを読む

チェック問題 2 重ねた2物体の運動 なめらかな床の上に, 質量Mの板 Aと質量mの物体Bが重ねて置かれ ている。 板Aと物体Bの間は粗く、 そ m A. M 原 15分 の静止摩擦係数はμ, 動摩擦係数はμ'であるとする。 加速度 の正の向きを右向きとする。 (1) 板Aを大きさ F の力で右向きに引いたら, 板Aと物体B は一体となって加速度 α で動いた。 α を求めよ。 (2) 板Aを大きさ F2の力で右向きに引いたら, 物体Bは板A の 上をすべり始めた。 そのときの加速度 α と F2 を求めよ。 (3)今度は,物体Bを大きさが F3 の力で右向きに引いたら, 板Aと物体Bはそれぞれ異なる加速度 CA, dB で動いた。 A, B をそれぞれ求めよ。

この問題の下線のところがどうしてこのように変形できるのかが分かりません。なので教えてください。

(2) 小物体が板に対して静止するまでの間 に,小物体が板から受ける動摩擦力の大 きさは m mvo M+m F=μN=μmg ‥. ② 小物体の運動量の変化 = 小物体が受けた力積 が成りたつので mv-mv=-Ft これに, ①,②式を代入して |-mv=-μmg・t =-uma-t Mvo je (M+m) g ゆえにt=- 2 a F よって N (垂直抗力) Mmvo M+m mg =μmgt P

なぜ、丸で囲ったようになるのですか？また、計算の仕方も教えてくれると嬉しいです！教えてください。 お願いします！

つたろ. の代 てま き 28 2 ・自然長・ 橋元流で 解く! * m 第9講 単振動 図9-29 粗くて水平な床面上に, ばね定数kのばねが,一端を壁に固定して 長からaだけ引き伸ばして、静かに手をはなしたところ､ 小物体はば 置かれている。 ばねの他端に質量mの小物体をつなぎ, ばねを自然 ねに引かれて床面上をすべり ある地点で一瞬静止したのち、再び逆 向きに動きはじめた。 はじめから一瞬静止するまでの間に小物体が動いた距離はいくらか。 また,その間に要した時間はいくらか。 ただし,重力加速度の大きさをg 小物体と床面との間の動摩擦係 数をμとする。 201 準備 この問題では,小物体に床からの動摩擦力が働きま すから,力学的エネルギー保存則は使えないはずです。にもか かわらず, 小物体が動きはじめてから次に静止するまでの間に 起こることは,摩擦のないふつうの単振動と同じなのです。 なぜそのようなことが起こるのかといえば､この小物体に働く床面から の動摩擦力の大きさは,床からの垂直抗力をNとして f = μN = μmg で一定だからです。 たとえば,μ = 1だとすると, この摩擦力は重力mg と同じ大きさですから、重力のもとでの鉛直方向の単振動とまったく同じ になります。 不思議なように見えますが、謎の種を明かせば、一瞬静止した小物体が 向きを変えて動きはじめたとき 小物体に働く動摩擦力は大きさこそμmg で同じですが、その向きは逆向き(左向き)になります。ですから、最初 の単振動とは別の単振動に変わっているわけです(振動の中心が移動しま

詳しくお願いします！！

基本例題13 摩擦力 水平な床の上に, 重さ10Nの物体が静止している。 物 体と床との間の静止摩擦係数は13である。物体に,10N 水平から30°上向きの力を加えて, 力の大きさを少しず つ大きくしていくとき,何Nよりも大きくなると物体が 動き出すか。 大 ■ 指針 加える力を大きくしていくと,物体 が床から受ける静止摩擦力も大きくなっていく。 物体が動き出す直前では,静止摩擦力は最大摩擦 力となる。そのときの力を図示し,水平方向, 鉛 直方向の力のつりあいの式を立てる。これらの式 と,最大摩擦力「F=μN」 の式を利用する。 解説 物体が動き出す直前に加えている力 をf 〔N〕, 最大摩擦力をF。〔N〕 垂直抗力をN 〔N〕 とすると, 物体が受ける力は図のようになる。 水平方向の力のつりあいから, √3 /3 2 -f-Fo=0 Fo= 2 鉛直方向の力のつりあいから. +/- f N+ ・f …..① -10=0 N=10- 1/1/② 2 N〔N〕 Fo〔N〕 Exte f 1/2 [N] = 両辺に√3 をかけて f[N] -30° √√3 2 130° 10N F。 は最大摩擦力なので, 「Fo=μN」の式が成り つ。これに式 ①, ② を代入すると, √3 f 1/1×110-1/12/ 3 -f [N] √3 -10-25-10 ① f=5.0N (8) MEAL****

（2）の解説の "よって"のあとに書かれている式は その前の式をどうやって変換したのですか？

答 (1) 小物体と板の運動量の和は保存されるから mvo mvo = (M+m)V よってV= M+m (2) 小物体が板に対して静止するまでの間 に, 小物体が板から受ける動摩擦力の大 きさは6.75×4.2m/s m m vo M+m ゆえにt= F=μN=μmg 高さ は..... ② 小物体の運動量の変化 = 小物体が受けた力積 が成りたつので =· sme +ix-seS mv-mv=-Ft1.51m S これに ① ② 式を代入して +S 。=µmgt -)- |-mvo=-μmg.よって M+mJ FO.O. Mvo 2 F μ(M+m)g さN(垂直抗力) ① ① mg Mmvo