「物理基礎」で飛ばした内容 No.04 2 2 物体の運動方程式 質量 0.90kg の物体 A を，傾きの角θ のなめらかな斜面上に置く。 物体 A に軽くて伸びないひもをつけ，これを斜面の上端に固定した軽い 滑車に通し，ひもの端に質量 0.50kg の物体 B をつるす。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2，sin θ ＝ 1/3 とする。 （1）A は斜面を上昇するか，下降するか。 （2）A の加速度の大きさ a〔m/s2〕と，ひもが A を引く力の大きさ T〔N〕を求めよ。 < ヒント > （１）直感的には判断できない。必要な文字を設定し、ＡとＢの運動方程式 を立ててみる。その２式を解き、加速度を参考にして答える。 （２）（１）ができれば、既にできているはずである。 組 番 氏名 3 静止摩擦力 水平であらい床面上にある質量 5.0kg の物体に対し，図のような角度で力を 加える。力を徐々に大きくしていったところ，大きさ 15N のときに物体は静か にすべり始めた。重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 （1）物体がすべり始めるとき，物体が床面から受ける垂直抗力の 大きさ N〔N〕を求めよ。 （2）物体が床面から受ける最大摩擦力の大きさ F0〔N〕を求めよ。 （3）物体と床面との間の静止摩擦係数μ を求めよ。 4 動摩擦力 図のように，水平でなめらかな床上に置かれた板 A（質量 mA〔kg〕）の上面に，物体 B（質量 mB〔kg〕）がのっている。 A に大きさ F〔N〕の水平な力を，図で右向きに加え続けたところ，B が A の上面ですべりながら，A，B ともに運動した。 A と B との間の動摩擦係数をμ ´ ，重力加速度の大きさを g〔m/s2〕，図の右向きを正とする。 （1）B の床に対する加速度 aB〔m/s2〕を求めよ。 （2）A の床に対する加速度 aA〔m/s2〕を求めよ。 例題 16 p77 水平より 30° 傾いたあらい斜面にそって，物体が距離 l〔m〕すべり下りるとする。物体にはたらく重力，垂直抗力， 動摩擦力の大きさをそれぞれ F1，F2，F3〔N〕とするとき，それぞれの力が物体にする仕事 W1，W2，W3〔J〕を求めよ。 解 物体の移動の向き（斜面にそって下向き）に対し，各力がなす角は 重力 ：60° 垂直抗力：90° 動摩擦力：180° であるから W1 ＝ F1lcos60° ＝ F1l/2〔J〕 W2 ＝ F2lcos90° ＝ 0J W3 ＝ F3lcos180° ＝－ F3l〔J〕
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