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記事No.76004に関するスレッドです
★ モーメント / けんと
正答は1,3,4,1の順でした。なぜ三番目は4になるのでしょうか？
自分は、モーメントの問題において、垂直抗力は並進移動、平行移動できるので、抗力の合力が重心からの重力の作用線状に存在することができ、剛体の静止が可能になる。ただし、平行四辺形の頂点より左側に重力の作用線が伸びればつり合わなくなるので、傾く
と言う認識です。
すると、問題の平行四辺形の右上の頂点と重心点と右縦の辺bのなす角が、θ2の時傾き始めるので、(2)tanθ2=a/bで、滑らない条件tanθ2<μ0になる　と考えました。
ご指導お願いします。
No.76004 - 2021/06/22(Tue) 18:51:48
☆ Re: モーメント / 関数電卓
> 垂直抗力は並進移動、平行移動できる
どのような認識か伝わって来ないのですが，
力のベクトルは 作用線上を動かすことは出来 ますが，
作用線を離れて動かすことは出来ません。
ウ の直接の解答は，
傾き角が下図のθ2より大きくなると，重力が図より左に出て行き，底面で支えきれなくなるから「傾く」(滑らないから）で，このとき
　tanθ2＝a/b
です。
No.76006 - 2021/06/22(Tue) 19:28:34
☆ Re: モーメント / 関数電卓
> (2)tanθ2＝a/bで、滑らない条件 tanθ2＜μ0になる　と考え
あれ？ 正しく答えていらっしゃるじゃないですか。
No.76007 - 2021/06/22(Tue) 19:35:17
☆ Re: モーメント / けんと
返信遅れてすみません。
> 垂直抗力は並進移動、平行移動できる
どのような認識か伝わって来ないのですが，
力のベクトルは 作用線上を動かすことは出来 ますが，
作用線を離れて動かすことは出来ません。
の部分の
自分の認識は、"垂直抗力のみ"並進移動と"平行移動"できると言う事です。逆に、モーメントの問題じゃない様に、(物体が直方体)物体の底辺の中点からもしくは(物体が球)接点から垂直に垂直抗力が伸びると同様にモーメントの問題で垂直抗力を作図すると、ほんのちょっとだけ勾配があると、転倒する事になります。だから、"垂直抗力のみ"並進移動と"平行移動"できると言う事です。こんなこと、教科書等には書いていないのですよ、そうしないと、辻褄が合わないのに。

> (2)tanθ2＝a/bで、滑らない条件 tanθ2＜μ0になる　と考え
あれ？ 正しく答えていらっしゃるじゃないですか。
ちなみに、この問題は「大学入学テスト物理の点数が面白いほど取れる」に記載された問題です。一部分だけで判断するわけではないですが、中々雑に作られていますね。
No.76014 - 2021/06/23(Wed) 01:14:00
☆ Re: モーメント / 関数電卓
いろいろなことをだいぶ自己流に解釈したり表現したりしておられるのでまず用語を整理します。
> 並進移動と平行移動
けんとさんは下<図１>の力のベクトルを
　作用線に沿って　(A)→(B)に動かすことを「並進」
　作用線から離れて(A)→(C)に動かすことを「平行移動」
と表現していると受け取れるのですが，それで良いですか？
一般にはどちらも『平行移動』といい，これらを区別するためには上のように「作用線上か，離れるか」と言わなければいけません。
因みに，並進とは<図２>の左側のような運動をいい，対となるものは「回転」(右側）です。

ところで，本題。
上のレスにも書いた通り，力のベクトルは作用線上を動かすことは出来ますが，作用線から離れて移動させることは出来ません。それは，
　(力のモーメント)＝(力の大きさ)×(作用線までの距離)
で，力を作用線を離れて移動させると (作用線までの距離) が変わり，モーメントが変化してしまうからです。
ということで
> "垂直抗力のみ"並進移動と"平行移動"できる
などということはありません。これは 誤りです。
No.76027 - 2021/06/23(Wed) 12:34:57
☆ Re: モーメント / 関数電卓
続いて
> 逆に、モーメントの問題じゃない様に、(物体が直方体)物体の底辺の中点からもしくは
> (物体が球)接点から垂直に垂直抗力が伸びると同様にモーメントの問題で垂直抗力を作図する
> と、ほんのちょっとだけ勾配があると、転倒する事になります。だから、"垂直抗力のみ"並進
> 移動と "平行移動" できると言う事です。
は，ほとんど意味不明，解釈困難です。
球の回転は取り扱いがデリケートなので，一旦別にして下さるとして，
斜面上に静止する直方体にはたらく垂直抗力および静止摩擦力の作用点は，重力のベクトルと底面との交点 です。(下図)
問題の解答によっては必ずしもそのように描かれてなく，底面の中心に描かれているものがありますが，それは便宜上のことで，厳密には誤り ですが目くじらを立てるほどではない，と許容されているのです。
ただし，その「許容」が 誤解と混乱の原因になっている ことはその通りです。
No.76033 - 2021/06/23(Wed) 17:57:03
☆ Re: モーメント / 関数電卓
垂直抗力とは 影武者のような（状況に応じ振る舞いを変える）力 で
下図のように水平面上に置かれた物体の垂直抗力の作用点は，
(?@) 重力のみで水平外力がはたらいていない場合は： 底面の中央 C 点
(?A) A 点に水平外力がはたらき静止している場合は： C から左側にずれた D 点
になります。
これは，本来作用点が D 点 なのであり，C 点から立ち上がるべきベクトルを D 点に「平行移動」したものではありません。
その理由は，
　外力と静止摩擦力は反時計回りのモーメントをもつが，物体が回転しないためには，それを打ち消すように 重力と垂直抗力が時計回りのモーメントをもたなければならない
からです。
No.76036 - 2021/06/23(Wed) 18:59:32
☆ Re: モーメント / 関数電卓
上記３篇をじっくり読んで下さった上で，なお 辻褄が合わない と思う部分があれば，書いて下さい。納得したら「分かった」と reaction を下さい。
No.76039 - 2021/06/23(Wed) 19:29:51
☆ Re: モーメント / けんと
返信遅れました。わかりました。
No.76068 - 2021/06/24(Thu) 16:50:09