こんにちは。高校物理の質問です。 写真の図においてNは垂直抗力は重力に対するつりあいとTの回転運動の

こんにちは。高校物理の質問です。
写真の図においてNは垂直抗力は重力に対するつりあいとTの回転運動のつりあいだと思うのですが、なぜ棒などでの回転運動のつりあいのように支点が定まって居ないのにつりあうのですか？教えてください。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2023/06/04 13:24

＞なぜ棒などでの回転運動のつりあいのように支点が定まって居ないのにつりあうのですか？

これ、「垂直抗力の作用点が移動する」というのは、なかなか理解できないんですよね。
無理してそう考える必要はなく、下記のように分けて考えればよいです。
（「滑り出し」と「転倒」を別々に考えて、そのときの「引張力」の大きさからどちらが先に起こるかを判断する）

・重心位置の運動として、「水平方向」「鉛直方向」の力を考える。
　力がつり合っていれば静止したままだし、つり合わずに「合力がゼロではない」状態になったら動き出す。
　鉛直方向には動かないことが多いでの、水平方向の「引張力」と「摩擦力」の合力によって、「合力がゼロではない」状態になったら滑り出す。

・回転運動としては、任意の点の周りの「力のモーメント」を考えればよいが、「転倒」という観点では「力をかけた方向の角」が回転中心になる。
　転倒する瞬間には「垂直抗力はゼロ」なので、重心位置での重力と、引張る位置での引張力の「力のモーメントの大小」で考えればよい。

「回転運動」のところで、「大小」だけでなく「力のモーメントのつり合い」までを考えると、「垂直抗力」も考えないといけなくなります。（本当にその作用点でつり合っているのか？ということで、ある意味で「概念上」の考え方です）
この場合には、下記のように「垂直抗力の大きさは変わらないが、作用点が変わる」ことによって「力のモーメントが変化する」と考えます。
このときの作用点は、「重力と引張力の合力」につり合う「垂直抗力と摩擦力の合力」を考えるとことで決まります。
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