等加速度運動'08年演習[3]


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(力のモーメント) 一端を糸で天井からつるされた質量m,長さlの密度と太さが一定の棒がある。この棒の他端に水平方向に大きさFの力を加えたところ、図のように糸と鉛直線がなす角度をθ ,棒と鉛直線がなす角度ϕ でつり合った。糸の張力の大きさをTとすると、棒にはたらく鉛直方向の力のつり合いの式は、 (4) である。また角度ϕ θ で表すと、 (5) である。ただし、重力加速度の大きさをgとする。
(4) の解答群 @  A  B  C  D  E
(5) の解答群 @  A  B  C  D  E
(
武蔵工大'08)

解答 (4) 棒に働くは、糸の張力T重力Fです。
このうち水平方向に働くは、糸の張力の水平成分(左向き),左向きのFです。この2力のつり合いより、
 ・・・@
鉛直方向に棒に働くは、糸の張力の鉛直成分(上向き),下向きの重力です。この2の力のつり合いより、
 ・・・A
よって、A ......[]

(5) A式より、
@式より、
糸と棒のつなぎめの点のまわりの
力のモーメントのつり合いより、

,よって、E ......[]


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