良問 力学8：台の端をはなれる瞬間のつり合い

このシミュレーションについて

台にのせた一様な棒を、ばねで鉛直上向きに引き上げる。棒がはなれる瞬間は、接している点（B または P）だけが支えになることを使って、棒の質量とばねの伸びの比を求める

動かせる条件

棒の長さ L ／ はみ出し l（A端から台の端 P まで） ／ ばね定数 k ／ 図の状態（A端）での伸び a ／ ばねをつける位置 ／ ばねの引き上げ（はなれる限界の何倍か） ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• 棒が台から「はなれる瞬間」は、そこの垂直抗力が 0 になる。したがって、はなれた点のほかの接点（B か P）が支点になり、その点まわりのモーメントのつり合いだけで式が立つ。垂直抗力 N は作用点が B であることに注意する。
• やってみよう：①A端につけたとき、引き上げを 1 倍にして N_P が 0 になることを確かめる（そのとき kx は mg の何分のいくつか）。②B端に付けかえると、限界の伸び b は a の何倍か。l を大きくすると b/a はどう変わるか。③はなれる限界をこえると棒は回転しはじめる。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

良問の ほかのシミュレーション