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コース: 物理学ライブラリ > 単位 3
レッスン 2: 垂直抗力と接触力垂直抗力と接触力
氷の塊が地球の中心に向かって落ちていくのを防ぐ力. Sal Khan により作成されました。
ビデオのトランスクリプト
たとえばここに大きな凍った湖か また大きな池があるとしましょう ここには大きな氷の面がありますできるだけ平らな氷の女を書こうとしています そして日本の氷のブロックをおきましょう1個の声のブロックをまずこんな風に置き ます そしてもう一個の氷のブロックをこちらに置きます もう一個の声のブログですねそしてこれらの2つの氷のブロックは同じものです それらは両方とも5kg あります ちょっと書いておきましょう 両方とも 5kg ありますまたは両方の質量が5kg と言うべきでしたね これら2つのブロックの違いというのは こちらはこの池に対して静止しています こちらは静止しているそしてこちらは池に対して一定の速度で移動しています 一定の速度で右方向に慰労しています そしてその一定速度は 5メートル毎秒だったとしましょう5メートル毎秒 ここで私が氷の上に氷のブロックを置いた理由というのは少なくともこのビデオでは 摩擦が無視できるものだと仮定するためです さてニュートンの運動の第1法則は何かが動いていない場合こちらを一定速度ゼロの 場合と見ても構いませんが あるいはこちらに何かが入って速度の場合には何を言っていたでしょうか そうですねニュートンの運動の第1法則はある物体は一定速度を保つ または静止している一定速度が0である ただし何か不釣り合いな力薔薇の力その物体にかからない限りはというものです ちょっとこれを考えてみましょうこれらのどちらの状況でもこれらには不釣り合いな力 正味の力はかかっていないはずですねしかしこれについて考えてみるとこれらが地球上 の話だったとか 定するとこの両方に正味の力がかかっていそうですね これらの両方には質量がありますですから重力がこれらの両方にこんな風に下向きに 咲いをしています これの氷のブロックの両方に下向きの重力がかかるでしょう そしてその下向きの重力というのはどういう風な 四季かというと地球表面の重力場 この g かけるこのベクトル g かける 物体の質量ですねですから5kg です 9 g は9.8m 枚秒の2乗でしたね そしてこれに子をかけると 49kg メートル毎秒の以上ですがそれは49ニュートンと同じです するとここにちょっとした難問がありますね new と何度の第1法則はある 物体は静止するまたは一定の運動するただし 何か不釣り合いな力正味の力が働かない限りはと言っています しかしここに書いたものを見ているとこれには何か正味の力があるようですね49乳頭 の力がこれをした方向に引っ張ってるに見えますしかしあなたはこう言うでしょう いやいやそうじゃな 愛と明らかにここのものはした方向には加速しない なぜならここに氷があるからこれは大きな凍った氷のプールの上に静止していると それが私の疑問に対するあなたの答えとすると重力キャンセルしてこれらの氷の ブロックのどちらも地球の港に向かって落ちていかないようにする力は何ですか 基本的にはこれらのブロックが中落下しないように地球の中心に向かって加速しない ようにする力ですそれは何でしょうか ずっとあなたは 多分したの氷がなければ落ちていくでしょうですから下の氷が反対向きの力を及ぼして いるはずですというでしょう その場合あなたは完全に正しいです この氷が反対向きの力を及ぼしていますするとそれは全く同じ大きさで反対向きの近い ですね 同じ大きさで反対向きの力です するとこれらの氷のブロックにかかるそれぞれの重力が下向きの49 new と でしたから それが完全にしたの氷によるブロックに変わる上向きの力でキャンセルされるはずです ね ですからそれはまた49ニュートン上向きの 方向を向いているはずですそしてこれでニュートンの運動の第1法則はまだ成田という ことも筋が通るでしょう 垂直方向には正味の力ありません実はどの方向にモーションの力はありません そのためこれは水平方向にもゼロの即座のままですこれは水平方向に一定速度があり ますそしてどちらも数値方法 には加速していませんな晒したの氷によってブロックに際している力がちょうど ぴったり重力とキャンセルするだけの力だからです そしてこの例ではこの力は垂直抗力と言います これが垂直ころですねそれは49ニュートンで上向きですね こちらも通直効力ですそして今後のビデオで垂直抗力についてもっと話をすることに なるでしょう 垂直抗力は何かがある面に静止しているとき その面と数値方向に働く力ですこれは私たちが摩擦などについて話をする 時により重要になってきます例えばこんな風に斜面にブロックがあるような場合ですね 垂直抗力はそうですねこのようなくさび形のブロックでは表面に対して垂直にあります ここでもし何が本当に起こっているかを考えていくとそれは基本的には電磁気力です なぜならもしあなたがここにある ここにある氷の分子とか原子までずっと拡大して見てみると ここにある氷の原子や分子のレベルまで拡大すると上の氷のブロックが下に落ちない ようにしているのは9分しがこの上からの押す力に反発しているからですね 下に通り抜けないようにしていますまたはもっと近くに寄ってみたら 水の分子あるいは9 電子がこの下の氷にもあって ちょっとここに原子レベルの図を書いてみましょう 9分しの一つをこっちに書いてみます いうとまあ氷ですから水 酸素原子と2個の水素原子があります そしてこれは大きな格子構造を作っています これについては科学化け学のビデオでもっと話をしますではこちらの下の氷の分子の一 つについてもこう を書いてみますねそれをこんな風に酸素と水素原子が2個ありますそしてこれらが宿さ れて潰されないにしているのは何か この氷のブロックが下に沈んでいかないしているのは何かというとこちらの分子と こちらの分子の電子管の反発力ですね すると巨視的マクロのレベルでは 私たちはこれを接触力と見ますしかし微視的日黒のレベル 原子のレベルではこれは単純に静電気の反発が働いているものです