問1選んで答える
質量 4.0 kg の物体を θ = 30° のなめらかな斜面に置いた。重力の「斜面に平行な分」は?(g = 9.8 m/s²、sin30° = 0.50)
答えと解説
正解:19.6 N
mg sinθ = 4.0 × 9.8 × 0.50 = 19.6 N。
物理基礎|力と運動(3)斜面上の物体
この教材のために作ったオリジナル問題です。
答えを選ぶと、正解とわけが出ます。図の問題は、答えたあとに図が動いて確かめられます。
質量 4.0 kg の物体を θ = 30° のなめらかな斜面に置いた。重力の「斜面に平行な分」は?(g = 9.8 m/s²、sin30° = 0.50)
正解:19.6 N
mg sinθ = 4.0 × 9.8 × 0.50 = 19.6 N。
質量 4.0 kg の物体を θ = 30° のなめらかな斜面に置いた。垂直抗力の大きさは?(cos30° = 0.87)
正解:34 N
N = mg cosθ = 4.0 × 9.8 × 0.87 ≒ 34 N。
θ = 30° のなめらかな斜面で物体を放した。加速度の大きさは?(g = 9.8 m/s²、sin30° = 0.50)
正解:4.9 m/s²
ma = mg sinθ より a = g sinθ = 9.8 × 0.50 = 4.9 m/s²。
同じなめらかな斜面で、1 kg と 3 kg の物体を同じ高さから同時に放した。下に着くのは?
正解:同時
a = g sinθ に質量は入っていないので、加速度は同じ。同時に着く。
斜面上の物体の問題を解くとき、重力を「斜面に平行」と「垂直」に分ける理由を説明しよう。
物体は斜面にそってしか動けないので、動く向き(平行)とそれに垂直な向きに分けると、垂直な向きは力のつりあい(N = mg cosθ)、平行な向きは運動方程式(ma = mg sinθ)と、別々に考えられて計算が簡単になるから。
自分の答えに、次のことが入っていたかくらべてみよう