斜面での力






斜面の力の分解

物体をじっと置いた場合には、物体に加わる力は、ただ「重力」だけです。
この重力は、傾斜の傾きに応じて、2力で分解して見ることができます。
力の分解過程は、ベクトルの合成過程の逆順にするとされます。斜面からの力を分解するときは、両方の力がそれぞれ傾斜と水平、垂直になるように分解します。このように分解した二力は、それぞれ物理的な意味を持っています。
上記のシミュレーションでは、重力を黒い矢印で表現し、分解された二つの力は、それぞれ赤と緑の矢印で表現しました。

赤い矢印は、

台車が斜面を滑って下りようにする力です。

斜面で滑って降りて行こうとする力 = mg·sinθ

mgは、物体に加わる重力です。(m=質量、g=重力加速度)
sinθは、θの角度でのsin三角関数の値です。sinθは、0〜1の間の値を持ちます。

緑の矢印は、

「垂直抗力」に呼びます。これは台車が斜面を押す力です。

垂直抗力 = mg·cosθ

その結果、斜面で滑って行こうとする力は、「0〜mg」の間の値が出ます。
例えば、水平面では「θ=0」になって重力の効果は、「0」になります。つまり、この物体は重力による力を全く受けません。
傾斜がますます級になると力もこのように増加が、決して「mg(=重力)」を超えません。
斜面での力が最も大きくなる場合は、傾斜が垂直になる場合です。垂直な場合、垂直抗力は「0」であり、物体は自由落下します。