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セルフ塾は閉めましたが、そのままの名前でブログを続けます。独学,独習。教わるより,学ぶを重視。 セルフラーニングの方法,英語,数学などの情報を発信するつもりです。

ばねを板が支える問題
質問メールをいただきました。ありがとうございます。

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天井から垂直にばねがつるしてあって、先端におもりがついている。
ばねが自然の長さより短くなるよう板でおもりを支えた。
この時の、すべての物体に働く力を図示せよ。
という問題です。
お手数ですが解説していただければ有り難いです。
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次のように考えて、図示しました。初めての問題で、これで正しいという確信はありません。

 この問題では、重力と板を押す力が働いています。
 僕自身が考えやすいことと、説明をしやすくするために
 ①おもりの重力を2N,②板を押す力を3Nと勝手に決めました。

 もちろん、すべて一直線上にある力です。

itagabanewo.jpg

 ③おもりの重力で、下の板が2Nで押されます。
 ④板は、3Nでおもりを押します。

 ⑤板がおもりを押す力の反作用。
  この力をどう考えるか難しいのですが、
  ここでは、板がおもりを押す力3Nと重力2Nの差としました。
  重力で板を押している力は考えずに、
板がおもりを押す力の反作用を3Nとしたほうがいいかもしれません。

 ⑥おもりがばねを押す力1N
 ⑦ ⑥のおもりがばねを押す力の反作用で1N 1Nでおもりはばねに押し返されます。
 ⑧ばねが天井を1Nで押します。
 ⑨ ⑧のばねが天井を押す力の反作用1N
ばねは天井に押し返されます。

つりあいをみてみます。

 板についてみると、
 ③のおもりの重力が板を押す下向きの力2N
 ④板がおもりを押す上向きの力3N
 ⑤ ④の板がおもりを押す下向きの力の反作用1N
  でつりあっています。

 おもりについてみると、
下向きの重力2N、
板がおもりを押す上向きの力3N
おもりがばねを押す力の反作用(下向き)1N
でつりあっています。

ばねは
おもりがばねを押す上向き力1Nと
天井による反作用下向き1N でつりあっています。

天井は
ばねが天井を押す力1Nと
その反作用1Nでつりあっています。

これでどうでしょうか。
間違いがありましたら、だれかご指摘ください。

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