物理基礎の力学�I（力のつりあいの問題演習）

１．導入

前回までで説明は終わりです。今日は問題演習をして理解を深めていこう。

２．問題演習

まずはこの問題をやってみよう。

手順としては，
�@着目物体に働くすべての力を書く
�A値がわからない力には文字を付ける
�Bx軸とy軸を設定する
�C軸に対して斜めの力は分解する
�Dx軸の力のつり合いの式，y軸の力のつり合いの式をたてる
これですべてOK。

生徒：「力のつり合いの式は，＝０にしないといけないのですか？」
いや，そんなことない。実は私はいつもは，
右向きの力の合計＝左向きの力の合計
という形で計算しています。 いまは，合力が０であることを強調したかったんだよ。 そしてこれは3学期の運動方程式につながるので， とりあえず＝０でやろうと思ったの。 試験ではどちらでも構いません。

今度は数値ではなく文字の問題です。

ちなみに，斜めに軸を設定しなくても構いません。 これまでの問題と同じように縦横で軸を設定してよい。 だけど，そうすると，重力は軸に平行だけど， 垂直抗力と摩擦力の２つの力が軸に対して斜めになってしまうので， ２つの力を分解しなければならない。 それは面倒だから，斜めを選んだだけ。

ここでね，重要なのは「わからない文字に適当な文字をあてる」こと。 これまでの問題は，それぞれの軸に２つずつしか力がなかったからいいのだけど， ３つ以上の場合もあるし，x軸とy軸の力が絡まってくると方程式で解かないと 大変になってくるので，文字を設定することを心掛けてください。

※このあとセンター試験の過去問で， 箱を斜め上方に引く問題を行ったが， 各クラス２人しかヒントなしでは解けなかった。

４．まとめ

これで2学期の授業は終わりです。期末テストを頑張ってください。 今回のポイントはわかる？物理のテストは最終日の最後の時間なのです！ 3日目が終わり，「あー疲れたー」って家に帰り， 「とりあえず世界史やるかー」とやって，「英語やるかー」ってやって， 気付いたら夜になっていて，「さて物理やるか」ってはじめてみたら， 「あれ，わかんない！しかも問題集こんなにあるのかよー」
「答え写そ･･･」
そして「あーもうねむい，明日朝やろう」で起きたら寝坊気味･･･。
生徒：「ある！それはリアルにある！」
あきらめないことが肝心です！がんばれ！

授業を終えて。。。
・やはり力に適当な文字をおくということが一番難しい気がする。
・サインコサインや連立方程式などで困難を抱える生徒も多い。 その子たちにこの問題は意味があるのだろうか？ 理系に進む生徒はいい（とりあえず）。 もっと現実的で意味がある問題をつくらないといけない。

期末考査を終えて･･･

・問題が難しすぎた！というよりは，少しずつでも加点できるテストにすべきであった。
・予想通り，テスト最終日の最後の科目では，どうしても手を抜いてしまう。 まあ，13科目もテストがあったら，さすがに同情する。
・授業中に鉛直投げ上げの最高点での合力を考えさせたので， 台車の最高点の合力も理解できるかと思ったが， 文脈が変わるとその概念はとんでしまう。
・v-tグラフなどは視覚的に理解しているだと感じ，残念な気持ちである。 運動方程式，合力，加速度，ここら辺の結びつきは悪い。
・等加速度で戻ってくる運動は，途中の変位を授業中に扱うべきであった。 原点まで戻ってくるケースでは，変位≠移動距離と理解できていても， 途中の場合，変位＝移動距離になってしまう。 座標という概念との結びつきを丁寧に扱う必要があった。
・斜方投射をミサイル発射と結びつけたが， 式と現象を結びつけることはできていなかった。
・その前に文字式への抵抗は（忘れていたけど）やっぱり大きかった。
・うーん，結局，次回どうすればよいか， 時間の制約がある中で何を削ればいいか， よくわからない。

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