高校物理

高校物理
5分でわかる!壁に立てかけた剛体棒

11
Movie size

5分でわかる!壁に立てかけた剛体棒

11
春キャンペーン2019春キャンペーン2019

この動画の要点まとめ

ポイント

壁に立てかけた剛体棒

高校物理 運動と力37 全て

これでわかる!
ポイントの解説授業
lecturer_avatar

力のモーメントの学習範囲では、 「壁に立てかけた剛体棒」 の問題がよく出題されます。解法のポイントを解説していきましょう。

剛体棒にはたらく力は?

lecturer_avatar

「壁に立てかけた剛体棒」とは、次の図のようなものを表します。

高校物理 運動と力38 図、力の矢印すべて無し

lecturer_avatar

この剛体棒にはどのような力がはたらくのでしょうか。

lecturer_avatar

物体にはたらく力は、 重力接触力 の2種類だけでしたね。
まず 重力 は、 重心 Gから下向きにmgがはたらきます。 接触力 はどうでしょうか? この棒は床と壁に接触しているのでそれぞれから 垂直抗力 を受けます。床から受ける垂直抗力をN、壁から受ける垂直抗力をN'とおきましょう。

高校物理 運動と力38 図、力の矢印の書き込みmg、N、N'の3つ

lecturer_avatar

さらに、剛体棒が滑らかな壁面、粗い床面にある場合、 床面での静止摩擦力 もはたらきますね。静止摩擦力は、 物体が動こうとする方向と逆向きにはたらく力 です。この剛体棒は右側に動こうとすることがイメージできるでしょうか。したがって、 床面での静止摩擦力 は右側に動こうとする棒を止める方向、つまり左向きにはたらきます。これをfとおきましょう。

高校物理 運動と力38 図 矢印すべてあり

lecturer_avatar

剛体棒にはたらく力が整理できましたね。

「モーメントのつりあい」と「力のつりあい」から立式

lecturer_avatar

壁に立てかけた剛体棒の問題では、ここから静止摩擦力の値などを求めることになります。手がかりになるのは、 「剛体棒が回転していない=静止している」 ということです。つまり、 「力のつりあい」と「モーメントのつりあい」による立式 が可能ですね!

POINT
高校物理 運動と力38 ポイント
lecturer_avatar

「モーメントのつりあい」による立式では、 モーメントの基準点 はどこをとっても構いません。したがって、モーメントの基準点はなるべく 計算が簡単になる場所を選ぶ と良いでしょう。つまり、 力がたくさんはたらいている点を基準点にする ことがコツとなります。基準点からの距離が0であれば、モーメントも0となり計算する必要がありませんからね。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

春キャンペーン2019
壁に立てかけた剛体棒
11
友達にシェアしよう!
春キャンペーン2019