物理の問題です

図は、直方体の物体が斜面上におかれており、外力Ｆ１でこの物体を押しています。
静止摩擦係数はμとします。

この状況で、物体に働く力として、垂直抗力Ｎの作用点が気になります。

Ｎの作用点は、図の位置ではなく、もう少し斜面下方向の「Ｍｇの作用線と斜面との交点」の位置になると思うですが、どうでしょうか？

もし上記の考えが違っていれば、なぜ、図のような位置がＮの作用点になるのかを教えてください。

質問者からの補足コメント

• ご回答いただきました皆様、お忙しい中、本当にありがとうございます。
  
  本来であれば、ベストアンサーを１つ選ばないといけないのですが、
  
  現時点での私では、どれがベストのアンサーであるのかの判断がつかない状況です。
  
  皆さまに教えて頂いたことをまずはこれから十分に理解していきたいと思います。
  
  （その上で、ベストアンサーを選ぶことがあるかもしれないですが・・・・・）
  
  ありがとうございました。

    補足日時：2019/07/16 21:23

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2019/07/16 20:31

作用点はあくまで、剛体にとって垂直抗力と「等価」な

「ー点に加わる力」で、現実の力は分散して物体に
働きます。図の矢印の根っこは作用点を表していないし、
Nは垂直抗力の総和と考えるべきでしょう。

作用点をかっちり描いちゃったら問題にならないし(^^;

私はむしろ、底面の圧力分布に興味が有りますね。
解は無数に有るようです。

No.3 回答者： konjii 回答日時： 2019/07/16 12:33

さん123さまの仰る通りです。

Mgcosθに対する作用反作用の対がNです。
位置がずれると、物体に回転モーメントが生じます。
図のような位置にＮを書いたのはMgcosθの破線と重なって見えずらくなるからでしょう。しかし、見ずらくなるとしても物理法則を曲げてはいけませんね。

No.2 回答者： アルミンゴ 回答日時： 2019/07/15 23:54

剛体を考える問題でなければ作用点は物体の底面のどこにとっても大丈夫です！F1の値が大きくなるほど作用点は

物体の下方向に移動します！
人間が立った状態で前の方に重心を動かすとつま先立ちの状態になるのと同じです！作用点がだんだんつま先に行くってことです！

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2019/07/15 23:21

＞Ｎの作用点は、図の位置ではなく、もう少し斜面下方向の「Ｍｇの作用線と斜面との交点」の位置になると思うですが、どうでしょうか？

もう一つの質問にも回答しましたが、垂直抗力は「底面全体」に働きます。

F1 に加えた力は「すべり出す」ための力にも、直方体が転倒するための「力のモーメント」のもとになりますが、垂直抗力は転倒のための「力のモーメント」にはなりません。あくまで「摩擦力」のもとになるだけです。従って「力の作用点」を考える必要はありません。ですから「代表点」をどこにとってもよいのです。

そうはいっても、確かに垂直抗力は、単に「直方体が斜面を押す力」の「反作用」です。
「直方体が斜面を押す力」が「重力」の斜面に垂直な方向の成分であることを考えると、「垂直抗力」はこの「重力の成分」の反作用ですから、右下向きの「Mgcosθ」と同じあたりに書くのが「分かりやすい」のは確かでしょうね。
（でも、その１点に作用するということではありませんので、重ねて念のため）