-初歩的な質問で申し訳ありません。>静止摩擦力と引く力のつりあい入力中の回答があります。ページを離れますか?※ページを離れると、回答が消えてしまいますページを離れるA回答を続ける入力中のお礼があります。初歩的な質問で申し訳ありません。物体を引く力Fと、その物体と床の間に働く静止摩擦力fは、同一作用線上にないにもかかわらず、なぜ同じ大きさで釣り合うのでしょうか?(静止摩擦力が最大摩擦力でないとき)ご回答よろしくお願いします。通報するこの質問への回答は締め切られました。・上下の力の釣り合い・回転に対する釣り合いの3つの釣り合いが成り立っています。作用点は重心の真下の位置からは移動しています。これは#1の回答にある図のとおりです。2つの力が働いている時の釣り合いの条件は「同一作用線上にあって大きさが等しくて向きが逆」です。4つの力が働いている場合でもおなじです。W、Nの合力とF、fの合力を求めると2つの力の場合と同じ条件が成り立っていなければいけないことが分かります。(あなたの書かれている図ではW,Fの合力とN、fの合力の作用線が一致しません。)垂直抗力の作用点は次のような手順で求めることができます。(1)W,Fを作用点が一致するように「作用線上で」移動させます。(2)移動させたW,Fを合成します。(3)W,Fの合力の方向と床との交点Pを求めます。(補1)Fを大きくしていくと点Pの位置が右に動いて行きます。Fの作用点の位置を高くしていっても点Pの位置は右に動いて行きます。点Pが物体の底面から外側に出てしまうようなことが起これば「同一線上での力の釣り合い」は実現することができなくなります。物体に回転が起こっていることになります。(補2)このようにすればモーメントの釣り合いが関係するような場合でも作図が可能になります。床と物体の底面の間に働いている力です。作用点というのはそういう力の代表点です。質量は全体に分布しているはずなのに運動や釣り合いを考える時には重心の一点で代表させることができるというのと同じような考え方です。垂直抗力の作用点が右にずれるというのは底面に働いている力が均一ではなくなって右の方ほど大きくなっているということです。13:27力の作用点がずれていようがなんであろうが、かならず、系全体の、X,Y,ZおよびRx,Ry,Rz(回転)方向の力のベクトル成分の合計は、それぞれゼロになります。これは力学の大原則(法則)です。この時のようすは、添付図を見てください。摩擦力Rが発生し、X方向の力がつりあっています。床からの反力は水色の矢印のように勾配をもって分布しますが、これは緑色の力Vと置き換えて考えることができます。これで、Y方向の力がつりあいます。それぞれ、つりあうのかというと、それが力学の法則だから、としか言いようがありません。まえにも、数式で証明しようとした回答がありますが、さりげなく、この法則を使っているはずです。#4では大きさのある物体に働く釣り合いの式を初めに出しました。考えるとあなたの疑問からは少しずれているように感じます。>同一作用線上にないにもかかわらず、なぜ同じ大きさで釣り合うのでしょうか?釣り合いの式は分かっていての質問です。力を分解して考えることからスタートしていることによる混乱であるように思います。#4に書いた説明の順番を変えたものを改めて書いてみます。2つの力が働いている場合、釣り合っていれば「大きさが等しい力が同一直線上にあって向きが逆」になっています。これは力を加え合わせて行くと完全に打ち消し合ってしまうということです。作用線が異なっていれば大きさが等しくて向きが逆であっても打ち消すことができなくなります。(大きさが等しくて向きが逆である2つの力が異なる作用線上にある時、この2つの力の組を「偶力」と呼んでいます。回転を引き起こす原因となる力です。)これは力が3つ、4つ、・・・となっても同じです。釣り合いが実現していれば働いている全ての力を加え合わせて行くと完全に打ち消し合っているはずです。今は4つの力が働いている場合です。4つの力を全部加え合わせたものが打ち消し合っていなければいけません。加え合わせる順番、組み合わせは任意ですが作用線が交点を持つ力の組み合わせで考えないと合成することができません。その場合の組み合わせがWとF,Nとfです。WとFを合成して得られる力とNとfを合成して得られる力は「大きさが等しくて向きが逆であって、同じ作用線上にある」はずです。これは力を成分に分けるということとは関係なしに決まる釣り合いの条件です。いう風にして決まる釣り合いの条件を成分表示で考えたいという時に#4に書いた表現が出てきます。働いている力全体をまず考えるという事を飛ばしていきなり、こうすれば解くことことができるという「解法の手順に当たるもの」から出発しているので「???」という気持ちになるのではないでしょうか。モーメントの考えをどうしても使わなくてはいけない場合は「平行力の合成」の場面です。それ以外の力の場合は作用線が交点を持ちますから平行四辺形で合成できます。力の合成ができる場合は作用線が一致するという条件を当てはめればモーメントを使えわなくても釣り合いの条件を出すことができます。初歩の問題であるから「細かいことを抜きにして」いるんですね。現実問題、厳密にはモーメント的に釣り合わないことはご理解いただけるでしょう。将棋の駒を立ててその頂上当たりに力を掛けて倒したとか、コップの飲み口を袖に引っかけてコップの中身をかやしたとか、そういった生活の事例から。他方、同様のことがあっても倒れない場合もありますね。00:17それに答えるには質点系(あるいは剛体)の力学が必要になります。結論だけを書くと、物体の重心の運動は、重心の位置にある質点の運動で記述することができ、その場合、実際の作用点の位置に関らず全ての外力は重心の位置の質点に働いているとして解くことができます。この問題の場合は床に支えられて物体の回転がありませんので、重心の運動だけを考えればいいことになります。以下は、もし質問者さんが高校生だと少し難しいかもしれません。系を構成するi番目の質点を添え字iで表すとします。この質点には外力Fiと系内の別の質点(j番目の質点とします)からの力fijが働いています。R/dt^2f12とf21、f13とf31、f23とf32などは作用反作用の関係にあるのでその和は全て0になります。・・・・という力が働いた場合の運動方程式と同じ形になっています。したがって、実際の作用点がどこであろうとも全ての外力は重心位置にある質点に働くとして解けば重心の運動が求められることになります。P=一定これが運動量保存則です。00:08通常こうした初歩的な摩擦の問題では,物体の大きさや形は無視して「質点」として扱うことが多いので,その場合は,実際の作用点は1点に集中することになります。作用点の位置はあまり考慮しなくともよいのです。大きさや形が無視できない場合はどうなるのかという問題になりますが,そのときには力のモーメントのつりあいも考慮する必要がありますので,摩擦力fと引く力Fが図のようになっているとき,実際には垂直抗力と重力も作用線がずれており,それによって各力が同一作用線上になくとも全体として力のモーメントがつりあうことになるのです。物理学6最大摩擦力って最大摩擦力を超えたら滑るのですか?それか最大摩擦力になったときにはもうすべるのですか?物理学7画像について、なぜ、張力Tは等しいのですか?解説をよろしくお願いします。物理学6最大摩擦力って最大摩擦力を超えたら滑るのですか?それか最大摩擦力になったときにはもうすべるのですか?物理学7画像について、なぜ、張力Tは等しいのですか?解説をよろしくお願いします。中三の理科についてです。二物体間にはたらく静止摩擦力に関する質問です。動摩擦力と静止摩擦力について。回答数ランキングです。このQ&Aと関連する良く見られている質問Qなぜ物体は動くのか中3の理科です。以前「2力のつり合い」というものを習いました。教科書には、「床の上で物体に力を加えても物体が動かないとき、物体に加えた力と摩擦力とがつり合って、物体は静止している」とあります。最近「仕事」という単元を学習する中で、こんなことが書いてありました。「水平な床の上で物体をゆっくりすべらせて動かす時には、物体に摩擦力が働くので、摩擦力と同じ大きさの力を物体を動かしている間加えなくてはならない」。物体を摩擦力と「同じ大きさ」の力で引っ張ると摩擦力とつり合って、物体は動かないのではないでしょうか。実際、物体は動くようです、何故動くのでしょう......。考え方が間違っているのはどこでしょうか。お願いします!Aベストアンサーいろいろ考えながら授業を受けていらっしゃるようで、大変いいことだと思います。「加えた力と摩擦力が釣り合っている場合、物体の運動の状態は変わらない」ということになります。「変わらない」というのは、止まっている物体は止まったまま、動いている物体は同じ速度で動き続けるということです。実は、止まっているときの摩擦力と、動いているときの摩擦力は大きさが違っていて、前者の方が大きくなります。静止摩擦力には上限(これ以上大きな力を加えたら物体が動き出す)があって、最大静止摩擦力といいます。止まっている物体に力を加え、その力を徐々に大きくしていったときにどういうことが起きるか考えてみましょう。場合、物体は動きません。力の大きさが最大静止摩擦力を超えた瞬間、物体は動き始めます。このとき、物体の運動の状態に変化があった(静止した状態から動いている状態へ)わけですね。運動の状態に変化が生じたということは、この瞬間は力の釣り合いが成り立っていなかったということです。物体が動き出してから加える力を少し小さくして動摩擦力と同じにしてやると、その時点で力の釣り合いが成り立ち、以後物体は一定の速度で動きます。力を小さくすることなく引っ張り続けると力の釣り合いは成り立たず、引っ張る力が勝った状態が続くので、物体の速度は大きくなっていきます。考えながら授業を受けていらっしゃるようで、大変いいことだと思います。「加えた力と摩擦力が釣り合っている場合、物体の運動の状態は変わらない」ということになります。「変わらない」というのは、止まっている物体は止まったまま、動いている物体は同じ速度で動き続けるということです。実は、止まっているときの摩擦力と、動いているときの摩擦力は大きさが違っていて、前者の方が大きくなります。...続きを読む他の回答も見るQNをkgに換算するには?ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。どなたか、わかる方よろしくお願いします。Aベストアンサーこんにちは。kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。>>>ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?なんか、日本語が変ですね。「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」ということですか?・・・であるとして、回答します。40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。だいたい400N>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?いえ。>>>一応断面積は40mm^2です。力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。あれば、400Nを断面積で割るだけです。