高2の物理の問題なんですが、全くわからないので教えてください。

質問

高2の物理の問題なんですが、全くわからないので教えてください。
問　重さ50ニュートンの物体を2人で支えたところ、腕の角度は図のようになった（後で説明します）
それぞれが物体を支えている力の大きさはいくらか。
図のようにとは、
バケツを2人で持っていて、腕の角度が地面に対して垂直に60°対60°になっています（少し違うかも
簡単に言うと、2人で仲良くバケツを持っていて、その2人ど真ん中にバケツがあって、間が120°です）
できるだけ専門用語とかなしで分かりやすくお願いします。

回答No.1

rurouni_cco · ベストアンサー

60度と60度で同じ角度です。
それなので同じ大きさの力で持っていることになります。
但し2人の持つバケツのとっての位置は同じ（高さ）とします。

バケツにはどうような力が掛かっているでしょうか。
まず重力50Nが下向きに掛かっています。
次に2人が上斜め方向にお互い逆向きにT[N]ずつ掛けています。
ここで大事なのが力が掛かっている対象（バケツ）が動いていないことです。
動いていないとすべての力が釣り合います。
つまり 1人目の力T[N] と 2人目の力T[N] と 重力50N が釣り合っていることになります。

ここで計算するために軸をあわせます。
斜めに掛かっている力を縦と横に分解して軸をあわせます。
高1で習った sin と cos を使います。
”この場合”Tはそれぞれ上向きにTcos60°横向きにTsin60°に分解することが出来ます。
横向きの力は左と右にTsin60°の力が掛かっていて釣り合っています。
また縦方向にも釣り合うので次の式を立てます。
50N（下向き）＝Tcos60°(上向き)×2人分
つまり
50=2Tcos60°・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
cos60°=1/2を代入して
T=50N
1人50Nで支えているということが分ります。

バケツは50Nなのに二人合わせて100Nの力を加えているのは
横向きの力になった分のロスが増えたからです。

テストで書くとしたら（１）式と回答だけで十分です。