質問: 物理のエッセンス力学41ページの問題38~40番を解説お願いします! 物理のエッセンス力学41ページの問題38~40番を解説お願いします!
回答: 38 先ずオモリに働く力を全て把握 →重力mg(下向き)と張力t(上向き) 引き上げなので上向きの力の方が大きい 従ってこの2力を合わせた力はt-mg(上向き) このことから鉛直上向きを正として、オモリに関する運動方程式(ma=f)を立てる ma=t-mg ⇔a=(t-mg)/m=(t/m)-g ∴加速度は鉛直上向きに(t/m)-g 39 図に物体にかかる力をすべて書き込む 1重力mg 2床からの垂直抗力n 3床からの摩擦力f 1と2は釣り合っているから 垂直抗力nの大きさはmgで上向き 動摩擦力fは次に式で与えられる f=μn これにn=mgを代入して f=μmg (向きは速度と逆向き) 次に水平方向に関して運動方程式を立てる ただし以下では39横の図を参考に、水平右向きを正とする 運動方程式:ma=-μmg ⇔a=ーμg おしまいに、速度、加速度、変位に関する公式:v2-vo2=2axを利用 向きに注意して x=l, a=ーμg,v=0,に置き換えるとlが求められる 40 基本に沿って物体に働く力の確認をする(40右の図に書き込む) 加えた力foの垂直成分はfosin30 水平成分はfocos30だから、これらを用いると 物体に働く力は 1重力mg 2foの垂直成分,fosin30(上向き) 3床からの垂直抗力n 4foの水平成分、focos30(右向き) 5摩擦力f(左向き) このことから鉛直方向の力のつり合いを考えると mg=fosin30+n ⇔n=mg-fosin30・・・(a) (a)より動摩擦力fの大きさは f=μn=μ(mg-fosin30) 次に、水平右向きを正として運動方程式を立てる ma=focos30-μ(mg-fosin30) ←←←右向きの力はプラス、左向きの力はマイナスとして右辺に当てはめた この式をa=に変形すれば答え