この力学の問題ってどうやってやるんですか？

質問

問題は
水平なあらい床の上で質量１０ｋｇの物体をロープで引き１．０ｍ/ｓの速さで運んでいる。床と物体の動摩擦係数を０．５０とする。このとき、ロープを水平に対して３０°だけ上向きに引く場合の仕事率Ｐを求めよ。
です。
おそらく、Ｐ＝Ｆｖという公式を使うんだと思いますが、Ｆの値が求まりません。
どうしたら、Ｆが求まりますか？
答えはＰ＝３８Ｗらしいです。
回答よろしくお願いします。

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

物体に働く力の釣り合いを考えると、垂直方向には
・重力　ｍｇ
・垂直抗力　Ｒ
・ロープを引く力の垂直成分　Ｆｓｉｎ３０
が働いていて、釣り合っています。従って
Ｒ＋Ｆｓｉｎ３０＝ｍｇ・・・（１）

水平方向には
・摩擦力　μＲ
・ロープを引く力の水平成分　Ｆｃｏｓ３０
が働いていて釣り合っているので
μＲ＝Ｆｃｏｓ３０・・・（２）
（２）より
Ｒ＝Ｆｃｏｓ３０／μこれを（１）に代入すると
Ｆ（ｃｏｓ３０／μ＋ｓｉｎ３０）＝ｍｇ
となり、Ｆが求められます。