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張力、垂直抗力、バネの「力の作図」はみな同じ。
張力=垂直抗力=バネの力。
どれも、
というだけ。
「力の作図」でやることは、全部同じなのだ。
ただ、矢印を書けばいい。
また、
同じ糸、バネから受ける力は常に等しい。
同じ糸から受ける力は、すべて等しい。
物体
物体
同様に、
同じバネから受ける力は、すべて等しい。
垂直抗力は互いに等しい。
これらはすべて、作用・反作用の法則による。
(糸とバネにも適用されるのは、糸とバネの質量が
つまり、
垂直抗力→互いの物体にはたらく力は同じ
バネの力→両端の物体にはたらく力は同じ
となるわけだ。
はたらく力が必ず、
作用・反作用の関係になる。
2つの物体に
はたらく力の大きさが、同じになる。
じゃあ、バネって?
バネって何が違ったのだろうか?
バネとは、計算時に違いを発揮するのだ。
【バネだけ+α】
計算するときに、
「
が使える。
ただそれだけ。
バネだけ、計算時に違いがある。
・自然長からの伸び
・位置エネルギー
これは、
張力と垂直抗力にはない特性。
でも、それだけなのだ。
張力と垂直抗力、バネの違いって。
知ってましたか?
それ以外は、
張力=垂直抗力=バネの力
だと思っていればいい。
(もちろん、扱い方のハナシ)
たとえばね・・・
力の作図をするときは、
バネのあのぐるんぐるんは「ピンと張った1本の糸」だと思って、
力
たとえば、この図は
バネを糸に書き換えて(そうみなして)
力
元に戻すと、こうなっている。
まあ、
バネと糸の扱いは同じなのだから、
頭の中で糸に変換してあげると
スムーズに解けたりするんだね。
とくに、力の作図。
基本的に、
バネは糸と同じ扱いなのだから。
違うのは、
計算するときだけ。
あとは、
張力が
(くっ付いた)バネ→ゆるまない。
糸→糸がゆるんで、力が発生しなくなる。
ってだけかな。
まあ、
バネと糸は非常に似ている
ってことが頭にあると、力の作図がしやすくなる。
張力と垂直抗力、バネの全パターンって?
よく見るパターンはこんな感じだね。
【糸の張力】
【(くっ付かない物体との)垂直抗力】
【「くっ付いた」バネ】
そして、
【糸の張力】
【(くっ付かない物体との)垂直抗力】
【「くっ付いた」バネ】
という条件はよく使われる。
要はね、
(接続しているのか、してないのか)
で、条件が変わってくるのだ。
だから、難易度が上がると・・・
【くっ付いた物体との張力】
【くっ付いた物体との垂直抗力】
【「くっ付いていない」バネ】
とくに最後の「くっ付いていない」バネは、
条件がわからずに失敗してしまう受験生が多い。
また、
くっ付いていると、
他の力次第で
張力が垂直抗力に逆転したり。
【糸の張力】
【(くっ付かない物体との)垂直抗力】
は有名で重要だが、
それ以外にもパターンがあるのだ。
張力と垂直抗力とバネ。
大事な視点として、
「くっ付いているかどうか?」
をみて欲しい。
この6パターンがすべて
なので。
これが無意識に扱えれば、
張力と垂直抗力、バネは免許皆伝ですよ。
まったくの敵なしです。
ご参考までに。