「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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