図(a), (b)に示された力 $F_1$ から $F_6$ の、x成分とy成分をそれぞれ求める。

応用数学ベクトル力の分解三角関数物理
2025/6/22

1. 問題の内容

図(a), (b)に示された力 F1F_1 から F6F_6 の、x成分とy成分をそれぞれ求める。

2. 解き方の手順

(a)の各力の成分:
* F1F_1 はy軸正方向なので、x成分は0、y成分は4.0N。
* F2F_2 はx軸負方向なので、x成分は-1.0N、y成分は0。
* F3F_3 はx軸正方向なので、x成分は4.0N、y成分は0。
(b)の各力の成分:
* F4F_4 は、大きさが4.0Nで、x軸から60°の方向にある。したがって、x成分は 4.0cos604.0 \cos{60^\circ}、y成分は 4.0sin604.0 \sin{60^\circ}
* F5F_5 はx軸負方向なので、x成分は-6.0N、y成分は0。
* F6F_6 はx軸正方向なので、x成分は2.0N、y成分は0。
具体的な計算:
* F4F_4 のx成分: 4.0cos60=4.0×(1/2)=2.04.0 \cos{60^\circ} = 4.0 \times (1/2) = 2.0 N
* F4F_4 のy成分: 4.0sin60=4.0×(3/2)=2.033.54.0 \sin{60^\circ} = 4.0 \times (\sqrt{3}/2) = 2.0\sqrt{3} \approx 3.5 N

3. 最終的な答え

* F1F_1: x成分 = 0 N, y成分 = 4.0 N
* F2F_2: x成分 = -1.0 N, y成分 = 0 N
* F3F_3: x成分 = 4.0 N, y成分 = 0 N
* F4F_4: x成分 = 2.0 N, y成分 = 2.032.0\sqrt{3} N (約 3.5 N)
* F5F_5: x成分 = -6.0 N, y成分 = 0 N
* F6F_6: x成分 = 2.0 N, y成分 = 0 N

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