| 物理 040 |
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右図は,重さ0.50N,一辺の長さ2.0mで,密度が一様な立方体が粗く水平な床の上に置かれているようすを真横から見たものである。
物体が転倒しない条件 例題( ()点Aに水平左向きに0.20Nの大きさの力を加えた。立方体が静止しているとき,床からの垂直抗力の作用点はどこになるか。点Bからの距離で答えよ。 2.0m (2点Aに水平左向きに加える力を徐々に大きくしていた。立方体が転倒を始直前の力の大きさFを求めよ。ただし,立方体は転倒を始める前に滑りださものとする。 【解說】 ()垂直抗力の大きさをNとし,作用点の点Bからの距離をxとする。鉛直方向の力のつり合いの式は,鉛直上向きを正として,N-0.50N=0① 2.0m 0.20 2.0m 点Bのまわりの力のモーメントのつり合いの式は, NXx-0. . 0m+ 0. 20 N 2.0 m=0.. ①,②式より,x=0.20m ()点Aに水平左向きに加える力の大きさを大きくしていくと,垂直抗力の作用点は点Bに近づいていく。作用点が点Bよりも左側になると転倒を始めるため,転倒を始める直前は右図のように,垂直抗力の作用点が点Bと一致したときである。点Bのまわりの力のモーメントの式は, A2.0m 0.50N 2.0m Fx2. 0m-0. . 0m= 0 F=0.25N 重さWで,長辺の長さがa,短辺の長さがbの直方体が粗い水平面上に置かれている。点Aに水平左向きに力を加えたとき,直方体が転倒する直前の力の大きさを求めよ。ただし,直方体は転倒を始める前に滑りださないものとする。 ※解答には関係ないが摩擦力を図示してい 類題 Ab ・質点は,大きさを考えない物体で,剛体は,力を受けても変形しない大きさのある物体である。 ●ある点のまわりの力のモーメントの大きさは,力の大きさ×うでの長さ(支点からの距離)で決まる。 ・刚体が静止しているとき,力のつり合いだけでなく力のモーメントもつり合っている。 1編2章体のつり合い |