Question

ころちゃん

物理得意な方、1問だけ教えてください😭
(わくわく物理探検隊p93)
解説に関して質問します。

(3)台から見た加速度をa相対として〜
→台にも加速度aが働いているのに、なぜa相対=-aになるのかわかりません

どなたか教えていただけないでしょうか🙇🏼‍♂️

Q まとめの問題
No.2
図のように,水平から角度0の斜面
を持つ台Pの上に質量 mの物体Qを
置いた。台Pを左方向に加速度aで
運動させるとQはPから見て静止し
たままだった。重力加速度の大きさ
をg, 摩擦はないとして答えよ。
Q
A
C BaQ.
P
a
C
(1) 加速度aを求めよ!
以下はすべて台Pから見たようすを書いてある。
(2) 台Pから見てQを点Aから左下方に向かって初速度voを与えたと
き,点Bを通過するときの速さ Viはいくらか?
(3)物体は点Bをなめらかに速さ Vi で通過し, 水平面上を進んでいき
点Cで静止した。 BC間の距離Xを求めよ(Viを用いて表せ)。
(4)その後Qは静止点から右方向に戻って行く。点Bに戻ったときの
速さ Vaはいくらか?
(5) Qが点Bをなめらかに通過し斜面上方向に運動するとき, 点Aを
通過するときの速さ VAはいくらか?
Viを用いて表せ。
Viを用いて表せ。

Answer No.2
解答
V?
2gtan0見さ人の
さ
(2) Vi= vo
(3) x=
す
(1) a=gtan@
(4) V2= Vi
(5) VA= Vi
て
の
解説
NA
(1)台から見る…慣性力が右方向ににかかりますね。
台の加速度をaとしてmaです。 後は静止してい
る→つりあいだ~! 斜面方向を式で書くと
.a= gtan0
ma
mg
mgsin0 = macosé
(2) 斜面上にあるときは力は上の場合と全く同じですね。つりあったままで
す。よって等速だ~! Vi= voのまんま!
(3) 水平面上を進むときは, 運動方向の力は慣性力
が後ろ向きにあるだけです。
台から見た加速度をa相対として運動方程式は
N-mg)
ぐ…
ma
ma相対 =ーma
* 4相対 =ーa
でき
これは等加速度運動! 止まる位置を聞いてい
Vi
Stop
るのでひとxの式です。
見さ
V?.
2a
0°-V?=2(-a)x :. x=
V。
見さ9合 (S)
2gtan0
(4) 戻ってくるときも同じ加速度ですから逆向きに Viです。
さあ,ここでは,ちょっと見方を変えて考えてみ
ましょう。台の上の人から見ると, 物体には重力
mgと慣性力maの合力が“常に”かかっています。
ということは, この合力の方向にいつも引っ張ら
れている…この方向が見かけの“下”なんですね。
m
ma
0 (a)
mg
6+0M.
092

第1章 3講 運動の法則
さあ,首をやや左に傾けてみましょう。どうで
Part
す、簡単でしょう。図のように平らなところを
V。
6
1
Vi= voで進んできて斜面をのぼり最高点に達
TOA
BUo
する。それから戻ってきて同じ速さ voになり
ますね。
(5) 上の考えで一発!当然, V(= vo)のままです。
a)
見方を変えるとパッと見えてくるでしょう。 状況をアタマの中でしっかり
描いて想像力豊かに見ていこう !
力学分野
S

力学 慣性

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

かい

台から見た相対加速度を考えているので、自分も今、台に乗っていると考えます。
物体の加速度はa相対と定義したので、運動方程式は
ma相対=と表すことができます。
次に、物体に働く力を考えなければなりません。
台に乗っている自分が、受ける力は台の加速度aによる慣性力です。
その慣性力が自分と同じように、物体にも働きます。
物体にはそれ以外の力は働いていないので、運動方程式を考えると
ma相対=-maとなり、a相対=-aとなります。

ちなみに、a相対+a=0となるので、周りの人が物体Qに注目すると加速度が0の等速直線運動をしているように見えます。

ころちゃん

かいさん

とてもわかりやすい解説をいただき、ありがとうございます。

いただいた解説を読んで、自分の中で「台上の人の視点と外から見た人の視点がごちゃまぜになっていた」のでよくわからないという状況になっていたことがわかりました。

回答いただくまでに1人で4時間程悩んでいたので、とてもありがたく思っています。

また機会があったらぜひ教えていただきたいです。

この度はありがとうございました😊

かい

それはよかったです！

役に立ててすごく嬉しいです！

これからも物理の勉強がんばってください！

僕にわかることであれば、また聞いてくれたら、答えます！

ころちゃん

ご返信ありがとうございます😊

ありがとうございます。
ぜひ、また教えてください！