周りに理科を得意とする人がいなくて困っています。
どなたか、解き方、考え方を教えてください。問題集の解説はあまりにも簡単な説明でわかり難いです(・;)、、

(1) 斜面があり、斜面を滑り終えると水平面がある。その斜面で球を転がした場合、水平面において、この球に働いている力の正しいものを選びなさい。(摩擦や空気抵抗はない)
ア 進行方向に働く力、 イ 進行方向に働く力と重力、 ウ 重力のみ、 エ 重力とその反対方向の力、
以上が問題です。
私は水平面では等速直線運動をすると思い、また、球には重力が働き、等速直線運動するので重力とつり合う力(抗力)が働くだろうと思い、エだと思いました。所が答えはウでした。なぜなのかわかりません。教えてください。
本当は問題に斜面の図があるのですが、文章で説明したのでわかりにくいかもしれませんが、よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

球に働いている力は明らかに重力と水平面が球を押す垂直抗力である


球に重力に対抗する力が働かないと水平面を無視して落ち続けるはずです
出題者は動いている方向には何も力が働いていないを強調するのに気を取られてそこまで気が回らなかったと思われます
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この回答へのお礼

いわれてみれば・・・確かにそうですね。分かりやすい説明ありがとうございます。また、機会があればよろしくおねがいします

お礼日時:2002/03/02 14:09

明らかに解答が間違えています。



正解はgo-ya-manさんの書かれている「エ」で間違いありません。

これは中3理科の問題ですよね。
今までの方が回答されているように、球に重力しか働いていないと落下運動をします。
これは、等速直線運動をする物体には運動方向に力がかかっていないことを問う問題です。
ですから、go-ya-manさんの理解で正しいです。
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この回答へのお礼

あってたんですね!よかったぁ・・・まだ、分からない問題がたくさんあるので、機会があったらまた、よろしくお願いします。

お礼日時:2002/03/02 14:06

重力のみでは地面にめり込んでしまうので、go-ya-manさんが選んだ(エ)でいいとおもうんですが・・・


等速直線運動にはその進行方向に関係する力はかかってないですから重力だけの作用反作用だと思います。(物理から20年も離れてしまったので微妙に自身無しです)(笑)
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この回答へのお礼

めりこむ・・・確かにそうです。(笑)
面白い回答ありがとうございます。

お礼日時:2002/03/02 14:11

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Aベストアンサー

>なぜgではなく1/2gなのかがよく分かりません

斜面方向の力の成分を考えているからです。
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重力の斜面方向の分力=重力×(高さ÷斜辺)」

解説の下には、大きな直角三角形(直角が右)の斜辺の上に小さな直角三角形(直角が左)が垂直に乗っている図がありました。

2つの三角形が相似で比が等しいということはわかるのですが、そこからどうして上記の公式が導き出されるのか分かりませんでした。

今学校が休みで、周りに聞ける人がいないので、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

再びKulesです。

>30分ほど考えて中学数学の参考書まで調べたのですが、分かりませんでした。
私の記憶では「比の値」は小学校で出てきたような気がします。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%94
の上から7行目ぐらいを見て下さい。「比の値」が太字になっているのが目に入ると思います。

比が等しいということと、比の値が等しいということはイコールです。

>直角三角形の高さ:直角三角形の底辺の長さ:直角三角形の斜辺の長さ=1:2:3
まあ1:2:3だと直角三角形にならないよ、というツッコミは置いといて、

直角三角形の高さ:直角三角形の底辺の長さ=1:2←比が等しい
と、
直角三角形の高さ/直角三角形の底辺の長さ=1/2←比の値が等しい

ことは同じこととして扱えます。
ということは、
直角三角形の高さ:直角三角形の底辺の長さ:直角三角形の斜辺の長さ
=
1:2:3
=
重力の斜面方向の分力:重力の斜面に垂直な方向の分力:重力
なのですから、
直角三角形の高さ:直角三角形の斜辺の長さ=重力の斜面方向の分力:重力

となり、比の値で書くならば
直角三角形の高さ/直角三角形の斜辺の長さ=重力の斜面方向の分力/重力
となります。
ここから、
重力の斜面方向の分力=
の形にすれば所望のものが得られます。

参考になれば幸いです。

再びKulesです。

>30分ほど考えて中学数学の参考書まで調べたのですが、分かりませんでした。
私の記憶では「比の値」は小学校で出てきたような気がします。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%94
の上から7行目ぐらいを見て下さい。「比の値」が太字になっているのが目に入ると思います。

比が等しいということと、比の値が等しいということはイコールです。

>直角三角形の高さ:直角三角形の底辺の長さ:直角三角形の斜辺の長さ=1:2:3
まあ1:2:3だと直角三角形にならないよ、というツッコミは置いとい...続きを読む

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Aベストアンサー

進む距離f(θ)=Vcosθ・2Vsinθ/g + (QE/m)・(2Vsinθ/g)²/2
( 0<θ<π/2)
この関数はθ=0,π/2で0、0<θ<π/2の範囲で上に凸(証明略)

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f'(θ)=(2V²/g)(cos²θ-sin²θ)+(4QEV²/mg²)sinθ・cosθ
=(2V²/g)cos2θ+(2QEV²/mg²)sin2θ=0
∴(2V²/g)cos2θ=-(2QEV²/mg²)sin2θ
両辺をcos2θで割る
(2V²/g)=-(2QEV²/mg²)tan2θ

tan2θ=-(2V²/g)/(2QEV²/mg²)

2θ=arctan(-(2V²/g)/(2QEV²/mg²))

θ=arctan{ -(2V²/g)/(2QEV²/mg²) }/2

途中計算間違いがあるかも知れない・・・

Q水平方向に可動の台車の斜面に質量mの物体を置いた時の問題です。

水平方向に可動の台車の斜面に質量mの物体を置いた時の問題です。
(斜面は右上がり)
斜面と物体の間の静止摩擦係数と動摩擦係数は同じ。
静止していた物体が動き出す臨界角をθ1とする。

角度θ2(θ1<θ2)の状態で斜面の角度を固定し台車を左へ加速していくと、加速度aで物体は斜面上で停止した。
この時の垂直抗力をNとし、この物体の
1)地面に対して水平方向の運動方程式
2)地面に対して垂直方向の運動方程式
を立てなさい。

又、物体に働く垂直抗力Nをθ1、θ2、m、gを用いて表しなさい。

自分は、
1)ma=mgsinθ2cosθ2-tanθ1cosθ2  (加速度の向きを正)
2)0=mg-Ncosθ2  (下向きを正)
としましたが、自信が全くありません。
というより間違っているはずですが、何が違っているのかがわからないです。

この二つの式からNを導くのかと思ってますが私の式だとN=mg/cosθ2としかなりません。

(1)、(2)の間違えている点を指摘して頂きたいです。

Aベストアンサー

>1)ma=mgtanθ2+Nsinθ2-Nμcosθ2

重力に水平方向の成分はありません。

>2)0=mg-Ncosθ2+Nμsinθ2

右辺第3項の符号が逆です。1)式では摩擦力は斜面に沿って上向きとされています。(加速度 a は時間とともに増していったと考えていることになりますが、問題文からは、たぶんそれでよいだろうと推測されます。)


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