Question

Σ

(4)なぜ(２)のように力のつりあいではないのでしょうか

図1-1 のように, 台A (質量m) が水平で滑らかな床に置かれている。 Aは床と角度30° をなすなめら
1
かな斜面をもつ。 斜面上の点Pに小物体B (質量2m) を置き, 動き出さないよう手でおさえる。 水平右
向きをx軸の正の向きとし、 鉛直下向きをy軸の正の向きとする。 重力加速度の大きさをgとして,以下の
問いに答えよ。
B
P
A
30°
図1-1
動く前のB
動いたあとのA
動く前のA
動いたあとのB
図 1-2
最初に, A を床に固定し, Bから静かに手をはなす。
1. Bが斜面を運動しているとき, Bの加速度の大きさをgを用いて表せ。
2.Bが斜面を運動しているとき, Bが斜面からうける垂直抗力の大きさをgmを用いて表せ。
3.Bが斜面に沿ってだけすべり落ちるのにかかる時間をgとを用いて表せ。
つぎに、すべり落ちたBを再び点Pに置いた状態で, A を床に固定せずなめらかに動けるようにし, Bか
ら静かに手をはなす。 すると図1-2の破線のように, Bは斜面上を動き, Aは床を水平に左側に動いた。 床
から見たAの加速度の成分をαx, Bの加速度の成分を bx, y 成分を by とすると, Aから見たBの加速
度は斜面に沿った方向を向いていることから
1
(=tan 30°)
bx-ax
の関係がある。
4.Bが斜面を運動しているとき, Bが斜面からうける垂直抗力の大きさをgとを用いて表せ。

=215
4. 求める垂直抗力の大きさ
を N2 とする。 それぞれの運
動方程式は,
2mbx=Nzsin30° ...... ①
B 2mby=2mg-Nzcos 30°
Aの水平方向:
N2 cos 30°
30°
<Bi
N2 sin 30°
2mg
2
N2sin 30°
max=-N2sin 30°
(3)
A
N2 \30°
与式と①~③ 式より,
2/3
N2= -mg

Answer 1

BaSO4

この解説で(2)をどんなふうに解いているのかわからないので比較できませんが、(4)の場合Bの運動は一部Aに使われるのでBのみでは運動量の保存がきかないとかそう言うことだと思います。