図に示す16Nの力を、斜面方向と斜面に垂直な方向に分解し、それぞれの力の大きさを求める問題です。ただし、$\sqrt{3} = 1.73$とします。斜面の角度は30度です。

応用数学力学ベクトル三角関数力の分解
2025/3/14

1. 問題の内容

図に示す16Nの力を、斜面方向と斜面に垂直な方向に分解し、それぞれの力の大きさを求める問題です。ただし、3=1.73\sqrt{3} = 1.73とします。斜面の角度は30度です。

2. 解き方の手順

(1) 力の分解:
16Nの力を、斜面方向の成分 FparallelF_{parallel} と、斜面に垂直な方向の成分 FperpendicularF_{perpendicular} に分解します。
(2) 三角関数を用いた計算:
図から、斜面方向の成分 FparallelF_{parallel} は、16Nの力と斜面とのなす角(30度)に対するサインを用いて計算できます。
一方、斜面に垂直な方向の成分 FperpendicularF_{perpendicular} は、16Nの力と斜面とのなす角(30度)に対するコサインを用いて計算できます。
Fparallel=16sin(30)F_{parallel} = 16 \sin(30^{\circ})
Fperpendicular=16cos(30)F_{perpendicular} = 16 \cos(30^{\circ})
(3) 値の代入と計算:
sin(30)=0.5\sin(30^{\circ}) = 0.5cos(30)=32\cos(30^{\circ}) = \frac{\sqrt{3}}{2}なので、これらの値を代入します。また、問題文で 3=1.73\sqrt{3} = 1.73と与えられています。
Fparallel=16×0.5=8NF_{parallel} = 16 \times 0.5 = 8 N
Fperpendicular=16×32=16×1.732=8×1.73=13.84NF_{perpendicular} = 16 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 16 \times \frac{1.73}{2} = 8 \times 1.73 = 13.84 N

3. 最終的な答え

斜面方向: 8 N
斜面に垂直な方向: 13.84 N

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