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わからないので教えてください。

回答2 + お礼2 HIT数 2213 あ+ あ-

悩める人( 17 ♂ )
10/10/23 14:54(更新日時)

高校の物理Ⅰの問題です。
解き方がわからないので教えてください。


“半径r、高さh、質量mの円柱形の物体を、底面を下にして板の上にのせる。板の水平からの角度θをゆっくりと大きくしたとき、物体が倒れずに滑り始めるための条件を求めよ。板と物体の静止摩擦係数をμ、重力加速度をgとする。”


お願いします。

No.1448374 10/10/22 17:19(悩み投稿日時)

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No.1 10/10/23 03:06
キュー ( 20代 ♂ Yr2pCd )

「物体が倒れずに」⇒「垂直効力(=mgcosθ)が0より大きい」

「物体が滑り出す」⇒「静止摩擦力(=μmgcosθ)よりも重力の斜面に水平方向に働く力(=mgsinθ)のほうが大きい」

この2条件と物体に働くモーメントを考慮すれば…

Ans.μ<tanθ<(2r/h)

となります。

すいません。眠いので間違ってるかもしれません。

No.2 10/10/23 08:50
お礼

>> 1 解説ありがとうございます。
しかし、どこからtanθが出てきたんですか?

No.3 10/10/23 09:28
キュー ( 20代 ♂ Yr2pCd )

一つ目の条件で、[0<θ<π/2]というθの必要条件がでてきますね?

次に、二つ目の条件の不等式を解くと…
⇒μmgcosθ<mgsinθ
⇒μ<(sinθ/cosθ)
⇒μ<tanθ

最後、モーメントを考慮すると…
⇒(h/2)mgsinθ<(r)mgcosθ
⇒(sinθ/cosθ)<{r/(h/2)}
⇒tanθ<(2r/h)


以上の不等式をまとめると…
⇒Ans.………



こんな具合に導出したんですが合ってますかね?

No.4 10/10/23 14:54
お礼

>> 3 なるほど!!
そう言うことだったんですね!
ご親切にありがとうございました。

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