良問 力学11：立てかけた棒がすべらない条件

このシミュレーションについて

なめらかな壁と粗い床に棒を立てかけ、棒の上に小物体 P をのせる。A のまわりのモーメントで壁の抗力 R を求め、床の摩擦力 F と最大摩擦力 μN を比べて、すべらずにいられる条件と P の限界位置を調べる

動かせる条件

棒の質量 M ／ 小物体 P の質量 m ／ 棒が床となす角 θ ／ 棒と床の静止摩擦係数 μ ／ P の位置（A から x ÷ l） ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• 壁はなめらかなので、壁から受ける力は壁に垂直な R だけ。未知の力が集まっている A を軸にすると、床の垂直抗力 N と摩擦力 F のモーメントが 0 になり、R が一つの式で決まる。あとは水平のつり合い F = R、鉛直のつり合いで N が決まる。すべらない条件は F ≦ μN。
• やってみよう：①P を A から B へ動かすと R と F はどう変わるか（N は変わらない）。②F が μN と等しくなる位置が答えの x。μ を小さくすると限界の位置はどちらへ動くか。③θ を大きくするとなぜすべりにくくなるか。

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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