力の計算(演習問題)
問題1
質量2.0 (kg)の部品の片側をピンで固定する。ピンの反対側を60°の方向に引っ張った場合、何 (N)ならば水平の状態を保つことができるか。
ただし重力加速度は9.81 (m/s**2)とする。
問題2
長さ2.0 m、質量3.0kgの一様な棒の片側を壁につけ、反対側を壁と軽い糸でつないで固定したところ、棒は水平な状態で停止した。このとき糸と棒のなす角は30°であった。以下の問いに答えよ。
ただし、重力加速度の大きさを9.81 m/s2、静摩擦係数を0.30とする。
糸の張力T、棒が壁から受ける垂直抗力N、棒が壁から受ける摩擦力Fを求めよ。
棒が壁から受ける抗力の向きを図示せよ。
問題3
長さ0.20 (m)で質量1.00 (kg) の棒を片方の端Aから0.07 (m)の点で吊るす。端Aと反対側の端Bに2.00 (kg)のおもりを吊るした場合、端Aには何 (kg)のおもりを吊るせばよいか答えよ。
ただし、重力加速度の大きさを9.81 (m/s**2)とする。
問題4
力が釣合っているのに物体が回転してしまうことがある。
正方形の板の隅に上向きに10 (N)の力、下向きに10 (N)の力を作用させるような場合、正方形の板はどうなるか答えよ。
A点に上向き、B点に下向きの場合
A点に上向き、C点に下向きの場合
問題5
長さ l (m)、質量 m (kg)の一様な太さの棒を壁に立てかけた。床との角度は60°であった。棒と床との接点を回転の中心とし、重力加速度を g (m/s**2)とする。
重力によるモーメントはいくらになるか。またどちら向きのモーメントか。
壁が棒を押す力はいくらになるか。壁が棒を押す力をf (N)とする。
問題6
てこの力点に加えた力に対し、10倍の大きさになる力を作用点に作り出すためにはどのようにすればよいか答えよ。
問題7
長さが0.30 mの軽い棒の両端に10. g, 20 gのおもりをぶら下げた。この棒のある1点を支えて、棒が水平につりあうようにしたい。
支える点はどこか？
支える力を求めなさい。