力の図示と分解は力学の基礎の基礎です。でも、いまさら先生や友達に聞けない・・・。なんていう人いませんか？
でも、これがあやふやだと物理学は、まさしく砂上の楼閣です。
ここでは斜面上に置かれた物体について、力の分解を一から丁寧にしてみます。
人に聞きづらかったあなたもこれでばっちりです。
まずは力の描き方
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- まず重力を描きます。これは重心から描くようにしてください。
- 接触力を描く。この場合は、垂直抗力です。⇒どうして斜面に垂直なんですか？と思った人はこの記事を！⇒垂直抗力はなぜ垂直か？
- 摩擦があれば描き入れます。
まず、ここまでを完璧にできるようにしましょう。
このとき書き入れる力は全て物体が受ける力、外力です。
内力と外力の区別は割と難しいのでわからなければ戻ること！
次の図を見てみましょう。斜面の角度が θ のとき、図の点線の力の大きさを求めます。
∠AOB = θ ∠OAB = * ∠ABO = 90° であるなら、
∠A’O’B’ = θ ∠O’A’B’ = * ∠A’B’O’ = 90° です。
なぜなら、∠OAB = ∠O’A’B’ は錯角の関係にあるからです。
したがって、三角形 O’A’B’ において、sin と cos をとってみます。
sinθ =A’B’／mg cosθ = O’B’／mg より、
A’B’ = mgsinθ O’B’ = mgcosθ
です。
意外とこの三角関数で悩んでいる人が多いのですよね。
でも順を追って考えれば大丈夫ですよ。
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