回転方向によって,その強さに差のあるブレーキの問題。
Yahoo!知恵袋>http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1153517291より。
【問題】
車輪にブレーキBCが備わっていて、ブレーキはB点で丈夫な枠に蝶番で固定されている。車輪の軸はAである。伸ばされたバネACが、車輪のリムにブレーキの台木を押しつけている。ただし,∠ACB=である。
時計回りの車輪の回転では、ブレーキの台木で発生する摩擦力はであるとする。リムに対する台木の摩擦係数をとして,反時計回りに車輪が回転するときの摩擦力を求めよ。
※ Algodooの設定は°,である。
【解答】
ポイントは,台木がロッドBCから受ける力にある。ロッドは回転軸連結されているので,台木が受ける力はロッド方向になる。これが回転方向によって方向がひっくり返るわけだ。
台木を着目物体として図のように力を設定し,そのつりあいを考える。
時計回りのときのつりあい
両式からを消去して,
反時計回りのときのつりあい
両式からを消去して,
でなければならないので,
ゆえに
ただし,
を得る。
Algodooでは,台木のぶれが生じるためかやや誤差が大きめだが,概ね一致を示している。設定は°,である。
Algodooシーンのダウンロード
https://www14.atwiki.jp/yokkun?cmd=upload&act=open&pageid=472&file=Breaking.phz
(初稿:2011/01/11)