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力のついあい、いろいろな力、力のモーメント
- ばね定数200N/mｎばねに、質量5kgの物体をつり下げて水平な床の上に置いた。物体が床から離れるのは、ばねの伸びが何mのときか。
- 物体が床から離れるのはN=0のときだからmg=F。ばねの法則からは、N=mg-Fとなる。式を見てもよく分からない。
- ばねばかりに糸をつけ、質量0,4kg、体積5X10^-5m^3のおもりをつけて水の入ったビーカーに入れた。ばねはかりの表示は、張力Tの大きさに等しい。
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こんにちは。 １． ＞＞＞ 物体が床から離れるのは何故N=0のときなのでしょうか? N=mg-Fの式を見てもよく分かりません。 Ｎが何であるかが書かれていませんが、おそらく、おもりが床から受ける垂直抗力のことでしょうか。 おもりにかかる重力は、下向きにｍｇです。 おもりがばねに引かれる力は、上向きにｋｘです。 ここで、 ｘは、ばねの伸び、 ｋは、ばね定数（＝２００） 最初、おもりは、浮く前は床の上に静止しています。 静止しているということは、おもりにかかる全ての力が、つりあっている、ということです。 ということは、おもりにかかる力の合計はゼロです。 上方向をプラス、下方向をマイナスとすれば、 ｍｇ － ｋｘ ＋ Ｎ ＝ ０ です。 おもりが浮いた後は、垂直抗力を受けないので、 ｍｇ － ｋｘ ＝ ０ です。 これは、まさに、上の式で Ｎ＝０ とした式と同じです。 つまり、Ｎ＝０ は、垂直抗力を受けるか否かの境目です。 それは、床から離れる／離れない の境目でもあります。 ２． ＞＞＞ばねはかりの表示は、張力Tの大きさに等しいのは何故でしょうか? あなたのほかにも勘違いしている方々が沢山いるのですが、 ばね量りというのは、本質的には、重さを量るものではありません。 ばねにかかった張力を測っています。 たまたま、ばね量りを真下に向けたときは、 ぶら下がっている物体の重さ（質量）が量れる、ということです。 ＞＞＞また最後は何故9.8で割るのでしょうか? 浮力が入る計算をするときは、 力の単位をニュートンではなくｋｇ（普通はｋｇｗとかｋｇｆとか書く）にするのが簡単です。 また、 ばね量りの目盛りも、ニュートンではなくｋｇになっています。 ですから、力の単位をｋｇにして計算しておいて、最後にニュートンに直すわけです。 その、「最後にｋｇｗをニュートンに直す」作業が、「÷９．８」という計算である、ということです。 以上、ご参考になりましたら。
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- sanori
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すいません。 間違えました。 前回回答の ＞＞＞また最後は何故9.8で割るのでしょうか? の下が間違っています。 以下、訂正版 -------------------------------- 水の密度は １０００ｋｇ／ｍ^3 おもりの体積は ５×１０^(-5) ｍ^3 その体積の水の質量は、 １０００×５×１０^(-5) ＝ ０．０５［ｋｇ］ よって、浮力は、０．０５×９．８ おもりにかかる重力は、０．４×９．８ おもりは水中で静止しているから、（つり合っているから） 糸によって、（０．４－０．０５）×９．８ ＝ ０．３５×９．８ ［Ｎ］の力で 上に引っ張られている。 それは、ばね量りの立場から見れば、 空気中で （０．３５×９．８）÷９．８ ＝ ０．３５［ｋｇ］ のおもりをぶら下げているのと同じことです。 以上。
お礼
納得できました。ありがとございました。