5分で解ける!力のつり合いに関する問題
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この動画の問題と解説
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解説
力の矢印をかくときは、力の①作用点、②大きさ、③向きに注意する
(1)は、ボールにはたらく重力を矢印で表す問題ですね。
まずは、力がどこにはたらくかを考えます。
重力は物全体にかかっていますが、図に表すときにはその物体の中心からかきます。
次に大きさはどうでしょうか?
ボールは400gですね。
問題文より、100gの物体にはたらく重力は1Nです。
つまり、400gの物体にはたらく重力は4Nです。
1マスが1Nなので、4Nは4マス分です。
そこで、ボールの中心から4マス下に矢印を伸ばします。
このように、力の矢印をかくときには、「どこにはたらくのか」「どれぐらいの大きさか」「どの向きにはたらいているか」を意識しましょう。
床の上で物体が止まっているとき、重力と垂直抗力がつり合っている
(2)はボールにはたらく重力とつり合う力に関する問題です。
(1)から、物体には下向きに重力がかかっています。
ボールにはたらいている力が重力だけなら、ボールは下に動くはずですね。
しかし、この問題ではボールは止まっています。
つまり、このボールには他の力がはたらいていると考えられます。
ボールには台ばかりが接していますね。
実は、この台ばかりがボールを支えていただわけです。
このように、床などが物体を支える力を 抗力 といいます。
特にこの場合の抗力は真上に働いているので、 垂直抗力 ともいいます。
次に垂直抗力の大きさはどうでしょうか?
垂直抗力は重力とつり合っていましたね。
2つの力がつり合っているということは、2つの力の大きさは同じです。
よって、垂直抗力の大きさは 4N です。
(3)は、(2)の垂直抗力を作図する問題です。
垂直抗力は床などの真ん中からはたらきます。
ただし、今回は台の真ん中に重力がかかれています。
そこで、今回は少し横にずらしてかきましょう。
大きさは4マス分でしたね。
向きは上向きです。
最後に矢印の先端に「N」とかくのも、忘れないようにしましょう。
このように図をかくと、重力と垂直抗力がつり合っていることがよくわかります。
練習2は、 力を表す矢印 を図にかきこむ問題です。
図のように、台ばかりの上にボールがのっていますね。
このとき、台ばかりは400gを指しました。
つまり、ボールの重さが400gと考えましょう。
また、100gの物体にはたらく重力を1Nとします。
図の1目盛りがこの1Nを表すわけですね。