CIT Physics

教養の物理~作図の仕方・注意点

作図をするときは「それらしく書く」ことが大事です。
つまり「矢印の長さや向きが物理的におかしくないように書く」ことです。

間違った作図が多い斜面の問題を例に考えてみましょう。

まず、作用する力を書き込みます。

drawing-figures-1

この運動では平面的に運動します。
この場合、軸を取る場合、
斜面に沿って下向きを$x$
斜面に垂直に上向きを$y$
と設定すると考えやすいです。

よってこの2つの作用している力を$x$軸、$y$軸に合わせて分解する必要が出てきます。

まず重力については
drawing-figures-2

続いて、抗力Rについては
drawing-figures-3

と分解することができます。
ここで$N$は垂直抗力と呼び、$f$を摩擦力と呼びます。

$N$と$R$のなす角$\alpha$が小さければ摩擦力$f$が小さくなります。
摩擦が無いモデルでは$\alpha=0$として考えていることを意味しています。

2つの力をまとめると

drawing-figures-4

となります。

注意点

・力を分解するときは長方形を書き、どのように分解したのかが判るように書く
・重力$mg$は真下に矢印を書く
・$N$の矢印の長さと$mg \cos \theta$の矢印の長さが同じに見えるように書く

間違った作図例

drawing-figures-5

いいかげんな図ではなく、きちんと考えて書くことを心がけて下さい。

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