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抗力と圧力 ある問題集に 「ふれあう面積1平方mあたりを 垂直に押す力を垂直...

o0olo0olさん

2009/4/1322:21:35

抗力と圧力

ある問題集に
「ふれあう面積1平方mあたりを
垂直に押す力を垂直抗力といい、その単位はN/平方m」
とありました。

垂直抗力→物体にはたらく重力とつり合う力
圧力→ふれあう面の面積1平方mあたりを
垂直に押す力

と思っていたのですが違うのですか?
それとも単なる印刷ミスですか?

宜しくお願い致します。

補足>bbbbb_and_b様
教科書は
http://img2.blogs.yahoo.co.jp/ybi/1/f4/43/o0olo0ol/folder/102180/im...
http://img2.blogs.yahoo.co.jp/ybi/1/f4/43/o0olo0ol/folder/102180/im...
http://img2.blogs.yahoo.co.jp/ybi/1/f4/43/o0olo0ol/folder/102180/im...
先生にも抗力と重力はつりあう と教えられたので
勘違いしていました教えて頂いて有難うございます

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bbbbb_and_bさん

編集あり2009/4/1523:34:46

問題集の説明も、あなたの解釈も違います。

面で接触している2つの物体について、その面において働く力を成分に分けて
面に垂直な成分=垂直抗力
面に平行な成分=摩擦力
と言います。

問題集の解説の間違いは、垂直抗力は単位面積当たりの力ではないことです。力そのものですので、単位も[N]です。

あなたの間違いは、垂直と鉛直を混同していることです。面に「垂直」な方向は重力と無関係ですが、「鉛直」方向は重力が働く方向です。

例えば、良くある問題にはしごを壁に立てかける問題がありますが、壁からはしごが受ける垂直抗力は壁に垂直なので、水平方向です。重力との釣り合いは関係ありません。
また、鉛直方向に動いていたり、鉛直方向に垂直抗力以外の力も働いている場合には、水平台の上でも垂直抗力は重力と釣り合わず異なる大きさとなります。


【追記】
私は教育関係者ではないので現在の教科書を見たことはありませんが、写真で見る限りでは教科書のここまでの範囲では「水平な台の上で静止している物体」という限られた範囲しか扱っていないようですね。そのために、誤解が生じたのでしょう。

例えば、2番目の本の絵の場合、本を上からあなたが手で押したら垂直抗力はどうなるでしょう?
本が静止し続けるためには
垂直抗力=本にかかる重力+あなたが手で押す力
に増えるはずですね。決して抗力=重力のままではありません。

逆に本にひもを付けて上に引っ張ったら
垂直抗力=重力-ひもで引く力
になって、抗力は重力より小さくなっていくでしょう。そして、ひもで引く力を大きくして重力に等しくなったとき、
垂直抗力=重力-ひもで引く力=0
となり、これを超えると本は机から離れて浮き上がります。
そのことを式で書くと

垂直抗力≧0

という不等式で表され、これが「2つの物体が(接着剤で貼るなどという特別なことをしないで)面接触している条件」であり、垂直抗力の不等式といいます。あなたが床を歩くことはできても天井を歩くことが出来ないのは、床を歩いている状態では垂直抗力≧0が働いていますが、天井を歩こうとすると天井からあなたの足に働く垂直抗力が負で無い限り天井に留まることは出来ず、それは垂直抗力の不等式に反するので天井という面から離れて落ちてしまうのです。当たり前のことですが、垂直抗力という観点から「なぜ床は歩けるのに天井は歩けないか?」を考えるとこういうことになります。

ちょっと頭が混乱したかも知れませんが、これから先に進めば次第に正しい理解が得られると思いますよ。

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