半田市・大府市・常滑市・東海市・武豊町・東浦町・阿久比町の総合学習塾

皆さんこんにちは!!

Surface Pro7を購入して毎日ウキウキな松藤です。

この記事は前回の記事の続きです。

まだ見てない人は前回の記事を先に読んでおくとより知識が深まると思います。

○前回のおさらい

1. 体重計が表示している数値は垂直抗力の力

2. 物体が動かないときは力が釣り合っている状態(地球上では。)

3．垂直抗力は地面に対して90度に働く

ということをお教えしました。

今日はこの1～3の知識を使って実際に体重を減らしていきます。

○方法

・斜面の上に体重計を置いて測る。 ・・・①

・(お金があればですが) 赤道付近で体重を測る。 ・・・②

※②については、コロナの影響であまり遠出することお勧めできないため少ししか説明しません。

①の斜面の上に体重計を置くということですが、たったそれだけで？って思うかもしれません。

でも、たったこれだけで体重の数値が減るんです!!

解説に入ります。

前回の絵のように棒人間、体重計を配置します。

ただ前回と違うのは斜面になっていて、斜面が30度傾いているだけです。

そして力については重力と、地面に対して垂直な垂直抗力があります。

これをまとめたものが下の写真です。

しかし、このままだと体重計は下に滑り落ちてしまいます。

ここに摩擦力が斜面右向きにかかることを加えると、下に落ちないようになります。

摩擦力は、物を引きずるときの動かしにくさだと思ってください。

ここで、人間の視点から力を見てみましょう。

すると、このように力がかかっています。

今回、この体重計は止まっているので、上下、左右それぞれで力が等しいといえます。

(2. 物体が動かないときは力が釣り合っている状態 ですね。)

これをベクトルで書くとこのようになります。

ここで、上下方向に注目します。

すると、垂直抗力(体重計の表示される重さ) = 体重×cos30° とあります。

cos(コサイン)とは、簡単に言えば斜面の長さに対して横の長さがどれくらいかを表す比率です。

※高校で恐らく初出の概念です。

cosの取れる範囲が -1 ≦ cosX ≦ 1 であり、cos 0°で最大値 1 、cos90°で 0 となることを少し頭に入れて次の解説を聞いてください。

cos30° = √3/2 より、cos30°≒ 0.865 となります。

つまり、実際の体重の約85%しか表示されないということです。

体重のニュートン[N]は50 [kg] × 9.8 = 490 [N] です。

そのため、490 [N] × 0.865 = 423.85 [N] となり、

体重で表示すると約43.22kgが体重計に表示されるわけです。

30度の坂の上で体重を測るだけで約6.8kgのダイエットに成功しました!!

坂の角度を急にするともっと体重が減ります。

②についてですが、沖縄と北海道で体重差はおよそ1/800 (0.125%) 変わるといわれています。

北海道で50㎏と表示された場合、沖縄では約49.94kgとなります。

ちなみに、体重計は地域による体重の誤差を防ぐために本州用・北海道用・沖縄用の3種類の体重計が日本で流通しています。

沖縄用は本州用より重く表示され、北海道用は本州用より軽く表示されます。

結論

赤道上で北海道用の体重計を使って急斜面上で体重を測ると数値上はかなり痩せる!!!

最後に。

プレテスト皆さんお疲れさまでした☆

プレ中間テストが返却されて点数が思ったより伸びなかった人!!

落ち込んでる暇はないぞ!!

夏休み前の学校の定期テストで挽回しよう!!

プレ中間テストが返却されて点数が伸びた人!!

休校期間中ちゃんと勉強していた証拠です。

これからも引き続き勉強をする習慣をキープしてください!!

暑い時期が続きますが、頑張ろう!!☀

私も全力を挙げてわからないところの解説をします!!

どんどん来てくださいね!!