• ベストアンサー

連立を解いてください。

ma=-Nsinα mb=Ncosα-mg MA=Nsinα tanα=b/(a-A) この4本の式を使って、Aを求めて下さい…。 ちなみにa,bは問題に与えられた文字ではないので、途中で消去して下さい。 お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.2

キャスター付き滑り台を子供が滑って 台ごと反対向きに動いている光景が目に浮かびますが(^^;) (1)×cosα + (2)×sinαより macosα + mbsinα = - mgsinα (3)をb = (a - A)tanαとして代入、mを約すと acosα + (a - A)tanαsinα = - gsinα 両辺にcosαを掛けて a(cosα)^2 + (a - A)(sinα)^2 = - gcosαsinα cos^2 + sin^2 = 1を用いて a - A(sinα)^2 = - gcosαsinα ここで(1) + (4)からma + MA = 0よりa = (- M / m)Aとして代入すれば [(- M / m) - (sinα)^2]A = - gcosαsinα ゆえにA = (gcosαsinα) / [(M / m) + (sinα)^2] てな感じでしょうか。

minineko
質問者

お礼

よくわかりました!! すごいですね! ありがとうございました!!

その他の回答 (2)

回答No.3

[別解] ma=-Nsinα ・・・(1) mb=Ncosα-mg ・・・(2) MA=Nsinα ・・・(3) tanα=b/(a-A) ・・・(4) m, M は0でないとしてよいのでしょう. 第4式(4)がカギになります. N'=N/m として (1)÷m a=-N'sinα ・・・(1') (2)÷m b=N'cosα-g ・・・(2') (3)÷M A=(N/M)sinα=(m/M)N'sinα ・・・(3') これらを(4)*(a-A) [分母を払った式]に代入して -{N'sinα +(m/M)N'sinα}tanα = N'cosα-g <==> -{1+(m/M)}N'sinαtanα = N'cosα-g <==> g = {1+m/M}N'sinαtanα + N'cosα <==> gcosα = {1+m/M}N'sin^2α + N'cos^2α (cosα倍してtanαcosα=sin^2α) = {1+(m/M)sin^2α}N' (sin^2α+cos^2α=1) <==> N'=gcosα/{1+(m/M)sin^2α} [(不要ですが)<==> N=mgcosα/{1+(m/M)sin^2α} または書き換えて N=Mmgcosα/{M+m*sin^2α} ] すると(3')より A=(m/M)N'sinα=mgcosαsinα/{M+m*sin^2α} ・・・(答) [答の表現はzabuzaburoさんの表現もかなり有力と思います]

minineko
質問者

お礼

よくわかりました! ありがとうごさいました!!

  • rei00
  • ベストアンサー率50% (1133/2260)
回答No.1

> a,bは問題に与えられた文字ではないので、 > 途中で消去して下さい。  a, b は解りましたが,他の m, N, α, g, M は何でしょうか?  残って良いのはどれで,消さないといけないのはどれですか?  補足下さい。

関連するQ&A

  • 答えが合わない。

    A,αx,αy,Nの4つが未知数で、 MA=NsinΘ―(1) mαx=NsinΘ―(2) mαy=mg-NcosΘ―(3) tanΘ=αy/(αx+A)―(4) の4つの式が求まっていてNを出したいんですが、 答えのN=MmgcosΘ/(M+msin^2Θ)にたどり着けません。 (1)(2)(3)からA,αx,αy,を求め、 (4)にそれを代入しようという方針で解いていました。 途中式も出来るだけ詳しく書いてもらえるとありがたいです。

  • 斜面と斜面を滑り降りる物体の運動

    前に質問されたことのあるとおもう問題ですが、検索ワードが思いつかなかったので、質問します。 床、斜面の摩擦は無視できる。 水平な床の上に質量M、傾きθ、の三角台Qの上に 質量mの小物体Pをのせる。 水平方向にx軸、鉛直方向にy軸をとり、重力加速度をgとする。 運動方程式 小物体のx、y軸方向の加速度=a、b 三角台のx、y軸方向の加速度=A、B PとQの抗力=N、床とQの抗力=S として ma=-Nsinθ mb=Ncosθ-mg MA=Nsinθ MB=S-Mg-Ncosθ B=0 b=(a-A)tanθ 最後の式ですが、これを出すのにベクトルを使って、 Pの変位を(Δx、Δy)、Qの変位をΔXとして Δy=(ΔX-Δx)tanθ・・・☆ 二回tで微分して b=(a-A)tanθ とやるらしいのですが、☆の式が立てられないのですが説明していただけますか? もうふたつ 1、PがL滑り降りたときのQの変位を求める問題。 2、そのときのPとQの運動エネルギーの和を求める問題。 がありまして、1、はまったくわかりません。 2、求めるエネルギーの式は Pの各軸方向の速度をVx、Vy 同様にQの速度をVX、VY (1/2)m(Vx^2 +Vy^2) +(1/2)M(VX^2 +VY^2)=・・・ となるのですが これを出すのに最初の運動方程式をつかって a=dVx/dt、b=dVy/dt、A=dVX/dt、B=dVY/dt なので mVx(dVx/dt)=-Nsinθ・Vx mdVy(Vy/dt)=(Ncosθ-mg)Vy MVX(dVX/dt)=Nsinθ・VX MVY(dVY/dt)=(S-Mg-Ncosθ)VY また Vysinθ=(Vx-VY)cosθ なのでこれらから d/dt{(1/2)m(Vx^2 +Vy^2) +(1/2)M(VX^2 +VY^2)} となるらしいですがこの式のつくり方がわからないんです。 そしてそれから先どうするかわかりません。 長々となりましたがよろしくお願いします。

  • 連立方程式について教えて下さい^^;

    以下の連立した式の答えがわかりませんでした。どなたか教えて下さい^^;お願いします。 (問題) ma=T-mg と Ma=Mg-T の2つの連立した式より (1)T を消去した時のaの値をa=で示せ。 (2)a を消去した時のTの値をT=で示せ。 回答宜しくお願いします。

  • 連立方程式の消去の仕方

    力学で次の運動方程式を立てました。 そして全部問題なく立てた式はあっているのですが 物体Aについて ma=T-mg  …(1) 物体Bについて 2mb=T-2mg  …(2) 物体Cについて Mc=2T-Mg …(3) また a b c はそれぞれ a+b+2c=0 …(4) という関係にある という問題でした。 そしてこれらについてTを消去してa,b,cについて解くと a = (5M-8)g/(3M+8m) b = (M-8m)g/(3M+8m) c = (8m-3M)g/(3M+8m) となるとかいてありました。 計算途中でかならずa=の式だとcが残りちゃんと上記のように計算できません。 超根本の話ですが上記の (1)~(4)をTを消去してa,b,cについて解けという超頻出問題ですが どういう考えのもと連立方程式を順序立てて消していけばいいのでしょうか。 途中式の解説をお願いする形になりご面倒をおかけしますが何卒ご教授お願い申し上げます。

  • 等速円運動の問題の途中の計算

    ある向心力を利用した問題を解いています。 つりあいの式を利用し、 水平方向:Scosθ-Nsinθ=mlw^2cosθ 鉛直方向:Ssinθ+Ncosθ=mg の2式をたてました。 ここでわからなくなり解答を見たところ、 「Sを消去してN=mgcosθ-mlw^2sinθcosθ」 と書いてあるだけで、どうやってSを消去したかがわかりません。 回答いただけるとありがたいです。宜しくお願いします

  • 物理 未知数の求め方

    こんにちは。 物理の問題で、式は作れるのですが未知数を求められない式があります。 円運動で、 mlω^2cosθ=Scosθ-Nsinθ Ssinθ+Ncosθ=mg という式ができました。 この式は確実に合っているのですが、解くことができません。 確かに、ネチネチと画像のように頑張れば解けたのですが、どうやらsin^2θ+cos^2θ=1を使って解けるらしいのです。 でもどうやって使うのかわかりません。 教えてください。

  • 途中式がわかりません・・・

    物理の問題の途中式なのですが、どうしてこうなるのかわからないので教えてほしいのです。よろしくお願いします。 (A)Maα=-kx+F (B)Mbα=-F この2式から F=Mb・kx/Ma+Mb になるには、どういう途中式なのでしょうか。          

  • 加速する電車の天井に吊るした小球糸張力

    高校物理の問題です。 Q:加速する電車の天井に吊るした小球の糸の張力を求めよ。 加速度はa, 糸の張力はN, 重力加速度はgとする。 力は紙面右、下を正、天井と糸との角度をθとすると、 水平:-ma+Ncosθ=0 鉛直:mg-Nsinθ=0 で運動方程式をたてたのですが、合っていますか? また合っていたとしてもθが消せません。。 そもそも運動方程式では解けない問題なのでしょうか? なお、正解は N=m√(a^2+g^2)です。 力を図示して三角比で解けるようですが、 それでしか解けないのでしょうか?

  • 連立方程式の問題がわかりません!!

    質問です。 下記の連立方程式の問題が解けなくて困っています。 どなたか途中式も含めて解説していただけたら嬉しいです!! 0=4sin[3tan^-1{2tan^-1(x+7y/5)-6}]-5sin[6tan^-1{7tan^-1(x+3y/5)-4}]-5y 0=7・4sin[3tan^-1{2tan^-1(x+7y/5)-6}]+3・5sin[6tan^-1{7tan^-1(x+3y/5)-4}] よろしくお願いします!!

  • 連立一次方程式を消去法で…

    A-B-4C-2D=-1 2A+3B+C+D=-5 3A-5B+2C+D=15 4A-2B+3C+4D=1 この連立1次方程式を消去法を使ってとけという問題なのですがうまく答えに結びつかせることができません。どなたか途中の変形などの過程を表してくれませんか。 ちなみに答えは A=1 B=-2 C=3 D=-4 です。 ついでに行列の変形等のコツがあれば教えてください!お願いします。