良問 力学10：壁に押し当てた棒がすべり出すとき

このシミュレーションについて

壁に押し当てた一様な棒の B 端を糸でつり、B 端におもり M をつるす。おもりを A 側へ動かすと壁との静止摩擦力が増え、最大摩擦力 μN を超えたところで A 端がすべり出す。そのときの位置 x を求める

動かせる条件

棒・おもりの質量 M ／ 壁との静止摩擦係数 μ ／ おもりの位置 x（B からの距離 ÷ l） ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• 未知の力（垂直抗力 N と静止摩擦力 F）がどちらも A に集まっているので、A を回転軸にすると糸の張力 T だけが残る。T が決まれば、水平方向（N = T cos30°）と鉛直方向（F + T sin30° = 2Mg）のつり合いから N と F が出る。すべり出す直前は F = μN。
• やってみよう：①x = 0 で T、N、F を読み、答え合わせと比べる。②おもりを A 側へ動かすと T は減るのに F は増える（なぜか）。③右のグラフで F と μN が交わるところが、すべり出す位置。μ を小さくすると交点はどちらへ動くか。

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。

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