重さ9.0Nの物体Aと3.0Nの物体Bが静止している。(1)から(4)のそれぞれの場合において、物体Aが水平面から受ける垂直抗力の大きさ$N_1$から$N_4$を求める。

1. 問題の内容

重さ9.0Nの物体Aと3.0Nの物体Bが静止している。(1)から(4)のそれぞれの場合において、物体Aが水平面から受ける垂直抗力の大きさ$N_1$から$N_4$を求める。

2. 解き方の手順

物体Aに働く力は、重力、垂直抗力、そして場合によっては物体Bからの力または糸の張力です。物体Aが静止しているため、これらの力の合力はゼロになります。鉛直方向の力のつり合いを考えます。

(1)

物体Aには、重力（下向きに9.0N）と垂直抗力$N_1$（上向き）が働きます。つり合いの式は

$N_1 = 9.0 \text{N}$

(2)

物体Aには、重力（下向きに9.0N）、物体Bからの力（下向きに3.0N）、垂直抗力$N_2$（上向き）が働きます。つり合いの式は

$N_2 = 9.0 \text{N} + 3.0 \text{N} = 12.0 \text{N}$

(3)

物体Aには、重力（下向きに9.0N）、糸の張力（上向きに3.0N）、垂直抗力$N_3$（上向き）が働きます。つり合いの式は

$N_3 + 3.0 \text{N} = 9.0 \text{N}$

$N_3 = 9.0 \text{N} - 3.0 \text{N} = 6.0 \text{N}$

(4)

物体Aには、重力（下向きに9.0N）、垂直抗力$N_4$（上向き）と糸の張力（水平方向）が働きます。鉛直方向の力のつり合いのみを考慮すると、糸の張力は鉛直方向の力に影響を与えません。物体Bは鉛直下向きに重力、鉛直上向きに糸の張力を受け、定滑車によって糸の張力は変わらないので、物体Aは鉛直上向きに3.0Nの力で引かれることはありません。

$N_4 = 9.0 \text{N}$

3. 最終的な答え

(1) $N_1 = 9.0 \text{N}$

(2) $N_2 = 12.0 \text{N}$

(3) $N_3 = 6.0 \text{N}$

(4) $N_4 = 9.0 \text{N}$