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力学

図4に示すような寸法のテコを使って重い石を動かそうとする。仮に石を幅b cmの直方体と考えると、大人一人が動かせる石の質量m kgは次のように計算することができる。すなわち点Cの支点回りのモーメントをとれば Q×BC=(    )(1) 三角形の相似を考えると上式は Q・a=(   )(2) Qを求めると Q=(   )(3) 石に働く重力mg(N)の着力点は重心であるから、QとWの A点回りのモーメントをとれば上と同様に(   )(4)  の式が成り立つ。 いま大人一人がだせるちからをP=147Nとし、 l=100cm、a=5cm、b=60cm、b´=58cm、g=9.8m/s^2 とすると大人一人が動かせる石の質量 は(   )kgである。 ()に入る数字、式が入るのですが わからなくてこまっています。 ヒントでもいいのでおねがいします。

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回答No.1

(1)について、C支点をピン接合とすると、?MC=Q×BC+P×CD=0 Q×BC=-P×CD(-は逆という意味) (2)、(3)について、相似なので Q×a=P×(l-a) Q=P×(l-a)/a (4)について、A点は回転可能でモーメントを負担しないので、?MA=b・m・g/2-b'・Q=0 b・m・g=2・b'・Q 式を整理すると、b・m・g=2・b'・P・(l-a)/a 1N=1kg・m/s^2 式に条件を代入すると、0.6m×m×9.8m/s^2=2×0.58m×147kg・m/s^2×(1.0m-0.05m)/0.05m 計算すると m=551kg これで分かったやろ?。

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