高校物理 要点・解法ノート
必須

力の分解(斜面の重力)

着眼点斜面では、重力を「斜面に平行」と「斜面に垂直」に分ける。\sin と \cos のどちらかは、角度を 0 に近づけて確かめる。

斜面方向: mg\sin\theta  斜面に垂直: mg\cos\theta

確かめ方: \theta\to0(水平面)なら斜面方向の成分は0になるはずなので \sin\theta。

例題
1
傾斜角 30^\circ の斜面上に質量 2.0\ \mathrm{kg} の物体がある。重力の斜面方向の成分と、斜面に垂直な成分の大きさを求めよ。g=9.8\ \mathrm{m/s^2}、\sqrt3=1.73 とする。
解答
mg=19.6\ \mathrm{N}。
斜面方向 19.6\sin30^\circ=9.8\ \mathrm{N}、垂直 19.6\cos30^\circ=19.6\times0.865=16.9\cdots
9.8\ \mathrm{N}、17\ \mathrm{N}
2
水平から 60^\circ 上向きに 10\ \mathrm{N} の力で物体を引く。この力の水平成分と鉛直成分を求めよ。\sqrt3=1.73 とする。
解答
水平 10\cos60^\circ=5.0\ \mathrm{N}、鉛直 10\sin60^\circ=8.65
5.0\ \mathrm{N}、8.7\ \mathrm{N}
注意斜面上の垂直抗力は mg ではなく mg\cos\theta(他に斜面に垂直な力がなければ)。

「力とつりあい・剛体」の項目

  1. 力の種類と見つけ方必須
  2. フックの法則(ばねの弾性力)必須
  3. ばねの直列・並列つなぎ差がつく
  4. 作用・反作用と「つりあい」の区別必須
  5. 力の分解(斜面の重力)必須
  6. 力のつりあいの式必須
  7. 静止摩擦力と最大静止摩擦力必須
  8. 力のモーメント必須
  9. 剛体のつりあいの2条件必須
  10. 重心の位置差がつく
  11. 倒れる条件と滑る条件差がつく
  12. 平行でない3力のつりあいは1点で交わる差がつく
  13. ラミの定理不要

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