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木村の物理小ネタ ケプラーの第 2 法則と角運動量保存則 A. 面積速度面積速度とは平面内に定点 O と動点 P があるとき, 定点 O と動点 P を結ぶ線分 OP( 動径 OP という) が単位時間に描く面積を 動点 P の定点 O に

Q

剛体過去問解答例 2 1.1) 長さの棒の慣性モーメントは 公式より l I G = Ml /12 A 点のまわりは平行軸の定理より 2 2 I A = Ml /12 + M ( l / 2) = Ml 2 / 3 B y 2) 壁からの垂直抗力を R, 床からの垂直抗力と摩擦力を N,f とすると

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木村の物理小ネタ 単振動と単振動の力学的エネルギー 1. 弾性力と単振動 弾性力も単振動も力は F = -Kx の形で表されるが, x = 0 の位置は, 弾性力の場合, 弾性体の自然状態の位置 単振動の場合, 振動する物体に働く力のつり合

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補足 中学で学習したフレミング左手の法則 ( 電 磁 力 ) と関連付けると覚えやすい 電磁力は電流と磁界の外積で表される 力 F 磁 電磁力 F li 右ねじの回転の向き電 li ( l は導線の長さ ) 補足 有向線分とベクトル有向線分 : 矢印の位

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技術者のための構造力学 2014/06/11 1. はじめに 資料 2 節点座標系による傾斜支持節点節点の処理 三好崇夫加藤久人 従来, マトリックス変位法に基づく骨組解析を紹介する教科書においては, 全体座標系に対して傾斜 した斜面上の支持条件を考慮する処理方法として, 一旦, 傾斜支持を無視した

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θ T [N] φ T os φ mg T sin φ mg tn φ T sin φ mg tn φ θ 0 sin θ tn θ θ sin φ tn φ φ θ φ mg θ f J mg f π J mg π J J 4π f mg 4π f () () /8

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第 5 章 構造振動学 棒の振動を縦振動, 捩り振動, 曲げ振動に分けて考える. 5.1 棒の縦振動と捩り振動 まっすぐな棒の縦振動の固有振動数 f[ Hz] f = l 2pL である. ただし, L [ 単位 m] は棒の長さ, [ 2 N / m ] 3 r[ 単位 Kg / m ] E r

19年度一次基礎科目計算問題略解

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今週の内容 後半全体のおさらい ラグランジュの運動方程式の導出 リンク機構のラグランジュの運動方程式 慣性行列 リンク機構のエネルギー保存則 エネルギー パワー 速度 力の関係 外力が作用する場合の運動方程式 粘性 粘性によるエネルギーの消散 慣性 粘性 剛性と微分方程式 拘束条件 ラグランジュの未

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変 位 変位とは 物体中のある点が変形後に 別の点に異動したときの位置の変化で あり ベクトル量である 変位には 物体の変形の他に剛体運動 剛体変位 が含まれている 剛体変位 P(x, y, z) 平行移動と回転 P! (x + u, y + v, z + w) Q(x + d x, y + dy,

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ここで, 力の向きに動いた距離 とあることに注意しよう 仮にみかんを支えながら, 手を水平に 1 m 移動させる場合, 手がした仕事は 0 である 手がみかんに加える力の向きは鉛直上向き ( つまり真上 ) で, みかんが移動した向きはこれに垂直 みかんは力の向きに動いていないからである 解説 1

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07 年度センター試験物理 問 5 ウ 気温が低くなるほど音速は遅くなるので, 上空より地表のほうが音速は遅い エ 地表から斜め上方に出た音波は, 屈折の法則より音速が大きいと屈折角も大きくなるの で, 大きく地表に向かって曲がっていく したがって, 遠くの地表面上に届きやすくなる ( 答 ) 5

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自由落下と非慣性系における運動方程式 目次無重力... 2 加速度計は重力加速度を測れない... 3 重量は質量と同じ数値で kg が使える... 3 慣性系における運動方程式... 4 非慣性系における運動方程式... 6 見かけの力... 7 慣性系には実在する慣

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第 2 章 構造解析 8

問 一 次の各問いに答えなさい

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1/12 平成 29 年 3 月 24 日午後 1 時 1 分第 3 章測地線 第 3 章測地線 Ⅰ. 変分法と運動方程式最小作用の原理に基づくラグランジュの方法により 重力場中の粒子の運動方程式が求められる これは 力が未知の時に有効な方法であり 今のような 一般相対性理論における力を求めるのに使

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例題1 転がり摩擦

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相対性理論入門 1 Lorentz 変換 光がどのような座標系に対しても同一の速さ c で進むことから導かれる座標の一次変換である. (x, y, z, t ) の座標系が (x, y, z, t) の座標系に対して x 軸方向に w の速度で進んでいる場合, 座標系が一次変換で関係づけられるとする

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計算での注意 : 文字式で計算し 数値計算は最後にする 文字にはそれぞれ意味がある 質量 ss 力 foc 加速度 cclion 速度 loci など 質点 : 大きさの無視できる物体 質量をもつ 自身の周りの回転運動は考えない 例えばコマは その位置を変える事なく回転運動し その運動エネルギーを持

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1. 力のつりあい 力学の復習と準備

ベクトル (vector) B C A A B C この講義の資料では大抵の専門書や大学の教科書 論文等と同じくベクトル (vector) を太字のイタリックで書きます 矢印や縦線を追加した字で書いてもかまいません A

質点 (partcle, ass pont, ateral pont)

質点? 大きさは無視できるが 質量を無視できない仮想の物体 パチンコ玉 ゴルフボールなどを質点として取り扱うと解析が簡単 http://www.golfersland.net/p/ball/p801x/tech.htl

運動の第 2 法則 - 運動方程式 物体が力 F を受けると その力の方向に加速度 を生じる 加速度の大きさは力の大きさに比例し 物体の質量 に反比例する 2 dv d r F α 2 dt dt v 速度ベクトル r 位置ベクトル

力系と合力 力系 作用している複数の力 合力 (resultant force) 複数の力のベクトル和 Velocty Ar resstance g Velocty Resultant force

重ね合わせの原理 ある力系における 1つ1 つの力を F, それらによる加速度を 合力をF 合力による加速度を F F F なので F α ここで α F α α α α, αとすれば

質点のつりあい 質点がつりあっている : ある質点に働く合力が 0 である このとき質点の加速度は 0( 静止しているか または 一定の速度で運動している ) F 0 つまり F x F y F z 0

自由物体図 (free body dagra) 解析対象を周囲から切り離し これに作用し得る全ての力を書く 動けない方向の反対向きに力が生じる 反力 拘束力などと呼ぶ 力の名前や説明は書いた方がいい 力の大きさがわかれば書き加えてもよい 進行方向なども書いた方がよいが 力とは区別できるように書く

自由物体図の例 Velocty g A free body dagra of a flyng ball wthout ar resstance A scheatc fgure showng a stll ball on the floor Velocty Ar resstance g Reacton fro the floor g A free body dagra of a flyng ball wth ar resstance A free body dagra of a stll ball on the floor

剛体 (rgd body)

剛体? 仮想物体 大きさが無視できない 力を加えても変形しない : 鉄製の棒 板等 : ゴム等 機械の部品などを剛体と仮定できれば解析が簡単になる http://platypus0601.hp.nfoseek.co.jp/odekake/02.06.1 6rep/2002.06.16.ht

剛体のつりあい ある物体がつりあっている : ある物体に働く力系の合力が 0 であり かつ 力のモーメントの和が 0 である このとき物体の加速度 角加速度はともに 0( 静止しているか または 一定の速度 角速度で運動している ) 0 0 つまり F M F x M x F y M y F 0 0 ( 正確には力のモーメントはベクトル量 ) z M z

力のモーメント ( 物体を回そうとする度合い ) の (x-y 平面における実用的な ) 定義 M df 単位 : N ある点のまわりの力のモーメント M は力の作用線とある点との距離 d と力の大きさ F の積である ( 左回りを正とする ) 作用線 :lne of acton 作用点 :pont of applcaton

間違えやすい! oent 力のモーメント oentu 運動量 (v)

例題 A 点のまわりの力のモーメントを求めよ B 点のまわりの力のモーメントを求めよ C 点のまわりの力のモーメントを求めよ

偶力 (couple) 同じ大きさで平行な作用線を持ち互いに逆向きの一対の力 偶力の合力は 0 だが偶力による力のモーメントは 0 ではなく剛体 (rgd body) 内で一様 F ' d F F F' M df

問題 O のまわりの力のモーメントと A のまわりの力のモーメントが等しいことを確認せよ

偶力による力のモーメントの表示 d F F M M M df 偶力による力のモーメントの作用点を動かしても力のモーメントの分布は変わらない 剛体としての運動 ( 回転運動 ) は同じ 固体としての変形は異なる

剛体に作用する重力 重力は重心に作用すると仮定して解析してよい g

目指せ 22 世紀の岩盤力学! 北大工岩力! 剛体の重心 (center of gravty) z z y y x x g G G G d d d d )} ( { 0 G G G G G よって各質点が小さくなり その数が無限に近づくとの質点について質量 r r r r r r r r r r その点のまわりの重力による力のモーメントが 0 になる点指先に乗っけてつりあう点 O x z x 1 x G x 2 x 3 1 g 2 g 3 g Center of gravty

長方形板の重心 y dx x d xg dは微小要素の質量 密度を 微小要素体積を dvとすれば よって 同様に d dv x y G G h b 0 0 h 2 t dxdy xt dxdy bht 1 bh b 2h h 1 x 2 0 0 y h 0 2 h b 0 0 b b h 2h xdxdy bh dy 1 bh b 2 2 b 2 h 0 dy h O 密度 板の厚さ t b 微小要素 dy x

剛体のつりあいの例

床に置かれた机 鉛直上方向の力の釣り合いから P Q g 0 2L 2L 左脚のまわりの力のモーメントの 釣り合いから Lg 2LQ 0 ゆえに Q P g 2 g 2 模式図 P g 自由物体図 Q

両端支持はり (bea) 鉛直方向の力の釣り合いから P Q g 0 左の支点の周りの力の モーメントの釣り合いから Q ゆえに P lg 1.5lQ 2g 3 g 3 0 1.5l 2l はり P 2l 1.5l Q 鉛直 水平両方向の変位を許さない支点 模式図 鉛直方向変位を許さない支点 g 自由物体図

片持ちはり (cantlever, 自重考慮 ) はりの長さを 2l 自重を 壁からの支持力を P モーメントを Mとする 鉛直上方向の力の釣り合いから P g 0 よって P g 固定端における力のモーメントのつりあいより M lg 0 よって M lg TRP Eurox Magnesu Cantlever, 199.64 EURO, Brakehttp://www.wggle.co.uk/ja/trpeurox-agnesu-cantlever-brake/ 壁からの力のモーメント 壁片持ちはり 片持ちはりの自重 壁からの支持力 模式図 自由物体図

棚に押し付けられたボールペン ( 自重無視 ) 棚からの反力 F 手からの力 手からの偶力による力のモーメント l F 自由物体図 回らないように力のモーメントが生じるつりあっているならば 自由物体図上の合力は0 力のモーメントの和も0

手からの偶力? 棚からの反力 F 棚からの反力 F 手からの力 手からの偶力による力のモーメント l F F' d 手からの力 F 手からの偶力による力のモーメント df' (=-lf) F'

問題 小玉齊明 ( なりあき ) 君が長さ 1.5 の質量を無視できる棒を中心で握っていたところ李基夏 ( り きは ) 君が棒の端に棒に垂直に 1 N の荷重を 棒の回転を邪魔しないようににぎったこぶしで与えた 小玉齊明君は棒が回ったり動いたりしないように力を入れた 棒の自由物体図を描け 李基夏君 小玉齊明君

問題 ショッピングカートは押す方が楽だけど どうしてだろう? 引く方が楽だと思う人は それでもいいですが その理由を考えてください http://offceart.seesaa.net/artcle/63625574.htl こういうのもあるくらいだから 多分押すほうが楽なんでは?