理科の重力の問題です。 答えはc分のbW Nです。解説お願いします！

理科の重力の問題です。
答えはc分のbW Nです。解説お願いします！

No.3 ベストアンサー 回答者： ssawatake 回答日時： 2023/11/04 11:38

下図で、重力wが青矢印

wが斜面方向と斜面に垂直方向に分かれる。
ここは、中学で習った力の分配・合成の話。

青矢印が、赤と黒に分かれるわけ（分力）
黒矢印は斜面へ転がり落ちる力。

この力と、磁界から受ける力(黒点線矢印)が釣り合ってるかた止まっている。

なので、黒矢印の大きさを求めれば良い。
黒/青=b/c（3角形が相似だから）

∴黒＝(b/c)×青

青は重力wだから、黒＝(b/c)×w

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2023/11/04 11:33

斜面方向の重力の大きさは？

「鉛直下向き」の重力を、「斜面方向」と「斜面に垂直な方向」に分解すると、その「斜面方向」の大きさはどうなりますか？
図を描いてみれば分かると思います。その図に「図3」の a, b, c の比率を書き込んでみればよい。
自分で手を動かしてみること。

パイプが静止しているということは、この「斜面方向の重力の大きさ」と同じ大きさで逆向きの「磁界からの力」を受けているということです。

No.1 回答者： mabuterol 回答日時： 2023/11/04 10:45

重力ベクトルを、斜面と水平方向の成分と、斜面と垂直方向の成分とに分解すれば良い。

成分を導くのはベクトルの内積になるから、斜面方向の単位ベクトルを計算して内積を計算すれば良い。