質量 $m$ [kg] の物体が、傾斜角45度の斜面上で滑り始める。このとき、物体と斜面との間の静止摩擦係数を、重力加速度 $g = 9.8$ [m/s^2] として求めよ(有効数字2桁)。

応用数学力学摩擦斜面静止摩擦係数物理
2025/3/11

1. 問題の内容

質量 mm [kg] の物体が、傾斜角45度の斜面上で滑り始める。このとき、物体と斜面との間の静止摩擦係数を、重力加速度 g=9.8g = 9.8 [m/s^2] として求めよ(有効数字2桁)。

2. 解き方の手順

物体が斜面に静止しているとき、物体にはたらく力は、重力、垂直抗力、静止摩擦力である。
重力は mgmg であり、斜面に沿った方向の成分は mgsinθmg\sin\theta、斜面に垂直な方向の成分は mgcosθmg\cos\theta である。
ここで、θ\theta は斜面の傾斜角である。
垂直抗力は N=mgcosθN = mg\cos\theta である。
最大静止摩擦力は fmax=μN=μmgcosθf_{max} = \mu N = \mu mg\cos\theta である。
物体が滑り出す直前には、斜面に沿った方向の力のつり合いが成り立ち、 mgsinθ=μmgcosθmg\sin\theta = \mu mg\cos\theta が成立する。
したがって、μ=tanθ\mu = \tan\theta となる。
今回の問題では θ=45\theta = 45^\circ なので、μ=tan45=1\mu = \tan 45^\circ = 1 である。
有効数字2桁で答える。

3. 最終的な答え

1.0

「応用数学」の関連問題

ある斜面でボールを転がしたとき、転がり始めてから $x$ 秒間に進む距離を $y$ mとすると、$y = 4x^2$ という関係がある。転がり始めて2秒後から5秒後までの間に、ボールが進む距離と、その...

物理運動二次関数平均速度
2025/4/4

与えられた行列 $A$ に対して、固有値 $\lambda$ と固有ベクトル $v$ を求める。すなわち、$Av = \lambda v$ を満たす $\lambda$ と $v$ を求める。

線形代数固有値統計パラメータ推定ポアソン分布
2025/4/4

ある斜面でボールを転がしたとき、転がり始めてから $x$ 秒間に進む距離を $y$ mとすると、$y=4x^2$ という関係がある。 2秒後から5秒後までの間に、ボールが進む距離と平均の速さを求めよ。

二次関数物理運動距離速さ
2025/4/4

ある斜面で球を転がし、1秒ごとに転がった距離を記録した。転がり始めてから $x$ 秒間に転がる距離を $y$ mとするとき、$x$ の値が2倍、3倍になるとき、対応する $y$ の値はそれぞれ何倍にな...

物理運動比例二次関数
2025/4/4

表中の空欄①から③⓪に当てはまる適切な数値を求める問題です。気体の体積は、0℃、1.013×10⁵ Paでの値とし、体積は有効数字3桁で答えます。

化学物質量分子量アボガドロ定数気体の体積
2025/4/4

(1) $^{12}C$ 原子1個の質量 $2 \times 10^{-23}$ g を小数で表す。 (2) アボガドロ定数 $6 \times 10^{23} / \text{mol}$ を整数で表...

指数計算物理量有効数字
2025/4/4

(1)から(9)は指定された単位に換算し、有効数字3桁で表します。また、(10)はアルミニウムの密度を計算します。

単位換算密度計算物理
2025/4/4

$\sin \theta + \cos \theta = \frac{4}{3}$ のとき、$\sin \theta \cos \theta$ と $\tan \theta + \frac{1}{\t...

三角関数三角比の相互関係計算
2025/4/4

240km先の目的地まで車で移動した。途中のX地点までの平均時速は60km/時だった。X地点では1時間休憩した。問題は、X地点まで何時間かかったかを求める。ア:目的地に到着するまでに6時間かかった。イ...

速さ距離時間文章問題条件整理
2025/4/3

Pさんは普段、自宅から駅まで時速4.5kmで歩いている。ある日、家を出るのが3分遅くなったので、時速6.0kmで歩いたところ、普段と同じ時刻に駅に着いた。Pさんが普段、駅まで何分で歩いているかを求める...

速さ距離時間方程式文章問題
2025/4/3