ねじ回しの締め付けと緩めの軸方向力と締め付けの力の式がイマイチ納得できません。 https://ww

ねじ回しの締め付けと緩めの軸方向力と締め付けの力の式がイマイチ納得できません。
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写真見てください。締め付ける時おねじは押し上げられるから、上向きがプラスだそうです。

緩める時、おねじが押し下げられるから下向きが＋と考えて式作るそうです。
？？なんで？どっち向きを＋と設定してもいいのでは？同じ漫画で一方を上向き＋、一方を下向き＋ってのはかなり解せません。どう考えてもおかしいですよね？
普通にこれ見た限りでは斜面に物体があるから外力が軸方向力と締め付け緩めで考えて答え出なきゃいけないと思います。締め付けと緩めのところで向きが違うだけにすべきのはずです。
納得いく方程式の導き方教えてください。

質問者からの補足コメント

• −マイナス付加するだけでは？何が言いたいんです？文字式打ち込むのしんどいから全部やりませんが、釣り合いの式としては斜面方向の力は＋の方が−になるはずですが

    補足日時：2021/10/15 17:44

• 単純に＋→−では解けませんね。斜面に垂直な力は反転させないんだから。
  締める時も緩める時も斜面下向きを＋の場合で考えてみます。緩める時はそのままだからほっといて、締める時は、、斜面下向き＋と考えると、
  斜面に働く力:-Fcosθ＋Ｑsinθ
  斜面垂直力:F sinθ＋Ｑcosθ
  になりますよね？これの釣り合いの式計算すると、、
  -Fcosθ＋Ｑsinθ＝μ(F sinθ＋Ｑcosθ)
  ......
  F＝Ｑtan(θ-ρ)
  になっちゃいました。これは、
  締める時上向き＋と設定した時の
  F＝Ｑtan(θ＋ρ) と同じなんですか？
  緩める時は答え変わらないです

    補足日時：2021/10/16 10:00

No.4 ベストアンサー 回答者： eatern27 回答日時： 2021/10/20 13:42

すいません、通知がなかった(見逃したのだとは思いますが)ので、遅くなりました。

摩擦力をf、垂直抗力の大きさをN、最大静止摩擦係数をμとした時
物体が滑り出さない条件は f<μN ではなく、|f|<μNです。座標軸とは逆向きに大きな摩擦力(例えばf=-2μN)が働くケースは滑ってしまうのですから。

摩擦以外の力の合力の面に平行な成分をFとしたら、もしも、釣り合いが取れていればf+F=0なので、滑り出さない条件は
|F |<μN
となります。

今は滑り出す直前を考えているので、
F>0ならF=μN
F<0なら-F=μN
が滑るかどうかの境界となります。(このFは質問のFと違う点は注意して下さい。貴方が「斜面に働く力」と書いてるものに対応します)

>締める時は、、斜面下向き＋と考えると、
>斜面に働く力:-Fcosθ＋Ｑsinθ
>斜面垂直力:F sinθ＋Ｑcosθ
>になりますよね？これの釣り合いの式計算すると、、
>-Fcosθ＋Ｑsinθ＝μ(F sinθ＋Ｑcosθ)
締める時に斜面下向きを正とすれば、

-Fcosθ＋Ｑsinθ<0なので、
-(-Fcosθ＋Ｑsinθ)＝μ(F sinθ＋Ｑcosθ)
が条件です。斜面上向を正とした時と何も変わりません。

釣り合いの式だと思いたいのなら、締める時には摩擦は斜面下方向(正の方向)なので、
(-Fcosθ＋Ｑsinθ)+μ(F sinθ＋Ｑcosθ)=0
と思っても良いでしょう。摩擦の項を右辺に移項すれば負符号がつきます。

この回答へのお礼

ありがとうございます検証します

お礼日時：2021/10/22 16:21

No.3 回答者： eatern27 回答日時： 2021/10/16 08:05

あ、F→-Fの置き換えで、締める時→緩める時とならないのが気持ち悪いという事ですかね？

そうであれば、写真にある「斜面に働く力」の絶対値が最大静止摩擦力に等しいという式を立てれば良いでしょう。

No.2 回答者： eatern27 回答日時： 2021/10/15 18:45

釣り合いの式は両辺に-1をかけただけの式に変わるだけだから、最終的には同じ式が出てくるんですよね？一体それの何が問題なのですか？

どう説明するのが分かりやすいかという話なら、貴方にとっては貴方のお考えの方が分かりやすい、という事で良いと思いますが。

No.1 回答者： eatern27 回答日時： 2021/10/15 12:08

例えば締める時に下向きを正とした場合、具体的に何がどう変わって最終的な式(F= Qtan(ρ+θ))はどうなるとお考えなのですか？