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どなたか教えてください
答えはところどころ抜けていて分からない状態です
自分で解いてみましたが最終的にはあっていませんでした
答えが抜けているので途中の立式もあっているのかすら分かりません
お願いします(^^;

「どなたか教えてください 答えはところどこ」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • このアプリの使用上写真はぼやけてしまうので取り直しました
    見にくかったら申し訳ありません

    「どなたか教えてください 答えはところどこ」の補足画像1
      補足日時:2018/05/18 23:07

A 回答 (3件)

No.1&2 です。

時間ができたのでやってみました。

この手の問題は、「台車は地上に固定した座標で」「台車上の物体は、台車上の座標で(台車の加速度は慣性力として扱う)」というのが一番わかりやすそうです。
↓ このサイトではそのようにして解いています。
http://examist.jp/physics/mechanics/ugokusankaku …

質問の問題の場合には、いすれも「地上に固定した座標で」記述するように指定されていますね。その場合には、「座標の正方向」をきちんと決めてそれを守ることが重要です。この場合には、上方向、右方向(斜面の動く方向)を正とします。

この系では、摩擦は考えないので、働いている力は斜面上の物体の重力
 -mg
と、物体が斜面を押す力 N と、その反作用で斜面が物体を押す垂直抗力 N のみです。

そうすると、
 MA = N*sinθ   ①
はよいですが、斜面上の物体は左方向に動くので
 ma = -N*sinθ   ②
になります。水平方向はどちらも「sinθ」ですよ!

鉛直方向には
 mb = N*cosθ - mg  ③
になります。
斜面と床との間にも力が働きますが、摩擦を考えなければ運動には影響しません。

角度は、きちんと書けば
 -tanθ = b/(A - a)
ですが、これは
 tanθ = b/(a - A)   ④
と等価です。

結果的には、前の質問に書かれた立式では、m に対する「水平、鉛直成分の分け方(つまり sin と cos の使い方)」の間違い、および②の符号が逆になっていたのだと思います。

①~④から a, b, A を消去します。
①より A = N*sinθ/M
②より a = -N*sinθ/m
③より b = N*cosθ/m - g

これを④に代入して
 sinθ/cosθ = (N*cosθ/m - g)/(-N*sinθ/m - N*sinθ/M)
→ -N*sin^2(θ)/m - N*sin^2(θ)/M = N*cos^2(θ)/m - g*cosθ
→ N*sin^2(θ)/m + N*sin^2(θ)/M + N*cos^2(θ)/m = g*cosθ
→ N*[ sin^2(θ) + cos^2(θ) ]/m + N*sin^2(θ)/M = g*cosθ
→ N*[ 1/m + sin^2(θ)/M ] = g*cosθ
→ N*[ M + m*sin^2(θ) ] = Mmg*cosθ
→ N = Mmg*cosθ/[ M + m*sin^2(θ) ]

前の質問に書かれた「答」とは違いますが、おそらくこちらが正解ではないかと思います。
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No.1です。

ああ、要するにこの質問者さんですか?
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/10500005.html

だったら、きちんと前の質問との関連も書くべきでしょう。
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>自分で解いてみましたが最終的にはあっていませんでした


>答えが抜けているので途中の立式もあっているのかすら分かりません

だったらそれを書いてください。どこが違っているのかを確認してあげます。
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