棒が倒れる条件と摩擦力
最大摩擦力以上の摩擦力で棒が倒れるのか、最大摩擦力以上の摩擦力の反対向きの力で棒が倒れるのかがわからないので質問します。
問題は、長さL(m)の軽い棒ABを、水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に、水平から60°の角度をなすように立てかける。棒のA端から(1/3)L離れた点に重さW(N)の重りををつるしたところ、棒は静止した。
(1)棒が壁から受ける垂直抗力大きさをN_A(N)、床から受ける垂直抗力大きさをN_B(N)、摩擦力の大きさをF(N)とする。N_A、N_B、Fをそれぞれ求めよ。
(2)棒を立てかける角度を変化させたとき、棒が倒れないためには、角度を何度以上にすればよいか。ただし、棒と床の間の摩擦係数を2/3とする。
自分は、(1)は問題集の解説通りに解けたのですが、(2)の解説で、棒が倒れない条件が、摩擦力が最大摩擦力以下になっているのが疑問です。自分は摩擦力がN_A以下なら棒が動かないと思っていた(FとN_Aは反対向きの力だから)のですが、インターネットで似た問題の解説を見ても、摩擦力が最大摩擦力より大きいと棒が倒れるといった解説があったので、自分の考えが間違っているとおもいます。最大摩擦力より大きくなると動摩擦力になることが関係しているかとも思ったのですが、どなたか、棒が倒れない条件が、摩擦力が最大摩擦力以下になっていることを解説してくださいお願いします。
ちなみに問題の答えは、(1)N_A=F={(2√3)/9}W(N),N_B=W(N)(2)45°以上 です。
お礼
ご回答ありがとうございます。 やはり、溶剤は難しいみたいですね。 今あるもので何とかしたいと思います。