14歳の自分に衝撃の事実を告げてください

僕の物理のスタンスが崩されました。誰か教えて下さい

図のように、自然の長さが0.20mのばねの一端を天井の1点Aに固定し、他端に重さW[N]のおもりCをつるし、
おもりの長さ0.40mのひもをつけて、その他端を天井の1点Bに固定した。
AB=0.50mである。このとき、角ACB=90°でつりあった。

1ばねの弾性力の大きさF[N]および、ひもがおもりを引く力の大きさT[N]を求めよ。

僕の力のつりあいを求める時のスタンスは

1注目物体を決める
2注目している物体に働く重力を鉛直下向きに描く
3注目物体に接触している他の物体があれば接触による力を描く。
4それらの力を直角2方向に分解する。
5各方向でのつり合い式を立てる。
というのがスタンスなんですが、この問題はこのスタンスをどのように考え応用できるでしょうか??

自分でやってみようとしたんですが、まず直角2方向に分解しても意味がないような気が、、、
誰か教えて下さい
と質問したところ
1.注目物体はCのおもり
2.注目物体から鉛直下方に重力を描いてWとする
3.注目物体に接触しているバネとひもに力FとTを描く
4.これらの力はバネとひもに沿った力しかない
5.各方向でつり合い式を立てる。

(1)つり合っている時のばねの長さ
AB間が0.5mで、BC間が0.4mで、角ACBが直角なので、
三平方の定理によりAC間は0.3m。

(2)Cにおける力のつり合い
水平成分について、(0.3/0.5)F=(0.4/0.5)T
垂直成分について、(0.4/0.5)F+(0.3/0.5)T=W

これを解けば
F=(4/5)W
T=(3/5)W

ばね定数k[N/m]は、
k=F/(0.3-0.2)
このような回等をいただきました。
しかし、どういうふうに解いているのかいまいち理解できません。
この解き方を論理的教えてくれませんか???

「この問題の物理の解き方が理解できません」の質問画像

A 回答 (3件)

三角関数が使えないとすると、三角形の相似ではどうですか。



重力をCA方向成分とCB方向成分に分解します。(図参照)。
重力の先端をD、DからAC、BCを延長した直線に下ろした垂線の足をF,Eとすると、△ABCと△CDE,△CDFが相似になります。
CE,CFが重力の各成分の大きさですから、後は比例関係で。

CからABに向けて垂線を下ろしてその足をGとして、△ABCと△CGA,△CGBの相似を間に挟むと分かりやすくなると思います。
「この問題の物理の解き方が理解できません」の回答画像3
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どこで戸惑っておられるのか分かりませんが、



糸の引く力Tの水平成分=T cos(角ABC), cos(角ABC)=BC/AB
糸の引く力Tの鉛直成分=T sin(角ABC), sin(角ABC)=AC/AB

Fも同様

ということでよろしいでしょうか?
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1から5のどこのステップでわからなくなったのですか?


それがわからないと、回答のしようがないです。

1.注目物体はCのおもり
2.注目物体から鉛直下方に重力を描いてWとする
3.注目物体に接触しているバネとひもに力FとTを描く
4.これらの力はバネとひもに沿った力しかない
5.各方向でつり合い式を立てる。

この回答への補足

5.各方向でつり合い式を立てる。の部分が謎です。
後、まだ、三角比ならってないです。

補足日時:2009/10/31 08:25
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