半円柱に立てかけられた棒
図のように,半径
2.0 m
のなめらかな半円柱を床に固定し,
質量
5.0 kg
,長さ
3.0 m
の一様な棒を水平より
45°
の角で立てかけた.床と棒の間には摩擦力が働いている.
(1)
棒が円柱から受ける垂直抗力の大きさを求めよ.
解答
解説
半円柱と棒の接点から棒の下端までの距離は
2.0 mである.
棒が半円柱から受ける垂直抗力を
R1
,棒が受ける重力を
W
とすると,棒の下端まわりの力のモーメント
のつり合いの条件は,
2.0R1=1.5Wsin45°
より,
R1=34√2W=34√2⋅5.0⋅9.8
=25.9⋯≒26 N
となる.
閉じる
(2)
棒が床から受ける垂直抗力と摩擦力の大きさを求めよ.
解答
解説
棒が床から受ける垂直抗力を
R2
,摩擦力を
F
とする.
力のつり合いの条件は,
鉛直方向:
R2+R1sin45°=W
より,
R2=W−R1sin45°=(1−34√2⋅1√2)W
=58⋅5.0⋅9.8=30.625≒31 N
となり,水平方向:
R1cos45°=F
より,
F=1√2R1=1√2⋅34√2⋅5.0⋅9.8
=18.375≒18 N
となる.
閉じる
ホーム>>物理演習問題>>力学>>剛体の力学>>剛体のつり合い>>半円柱に立てかけられた棒
学生スタッフ作成
2020年9月17日