物理
高校生

高校物理
Aは左へ運動し、Bが右に運動する場合を考える。ただし、この時のAとBの間の動摩擦係数を1/6とする。
AとB、それぞれの加速度の大きさは3g/8、g/8で、Dがhだけ落下するまでの間にCが落下する距離は1/3hであ
る。

問. Dがhだけ落下するまでの間に失われたA、B、C、Dの力学的エネルギーの総和を求めよ。
解答.2mgh/3

(質問)力学的エネルギーが失われた→摩擦力がした仕事というのは分かるのですが、Aに働く摩擦力とBに働く摩擦力を合わせて1/6×3mg×4/3×2=4mgh/3となりました。この考え方のどこが間違っているか教えてください。

ose大の () 物体B(3m) 物体A(2m) 机 物体D (2m) ん 物体C
高校物理 力学

回答

> Aに働く摩擦力とBに働く摩擦力を合わせて1/6×3mg×4/3×2=4mgh/3となりました。

何を言っているのか意味がわかりません。
そもそも左辺にhありませんし
力を合わせる? 合力でもだしたのですか?
1/6は動摩擦力 3mgは AB間に働く垂直抗力なのかなってのはわかりますけど
4/3と2はどっからやって来たのかさっぱりわかりません

のほほん

そもそも左辺にhありませんし>>
「1/6×3mg×4/3×2=4mgh/3」
の左辺の4/3は4h/3の間違いです。すみません

力を合わせる? 合力でもだしたのですか?>>
質問を読んでください。

ものぐさ

質問を読んでくれといわれても
「この考え方」という、考え方についての説明がほぼありません。
式を見てもどこからどういう意図で数値を引っ張って来たのかわかりません。
正しい考え方なら適当に略しても通じますが
間違った考え方なら丁寧にどう考えて立式したのか書かなければ通じませんよ。

強いて考え方として説明されてる部分は
>Aに働く摩擦力とBに働く摩擦力を合わせて
の部分のみです。
摩擦力と摩擦力を合わせるってどういう意味ですか?
めちゃくちゃ好意的に解釈して
Aに働く摩擦力のした「仕事」とBに働く摩擦力のした「仕事」を合わせると言われたら多少は意味が分かりますが
だからといってその式が1/6×3mg×4h/3×2になると考えた理由がわかりません。
4h/3と2はどういった意図でどこから持ってきた数字なのでしょうか。

のほほん

力学的エネルギーが失われた→摩擦力がした仕事というのは分かるのですが

ここで仕事と言っていますよ
仕事なので距離である4h/3をかけているわけです
きちんと説明していますよ

ものぐさ

>ここで仕事と言っていますよ

その雑な感じの考え方全般が駄目だと思います。

合力を出してから距離をかけているのか
それぞれ仕事出してから足してるか
場合によっては出せないもの同士を足している可能性があるので意味が変わります。

距離である4h/3も御自身では説明をするまでもなく当然だと思っているかもしれませんが説明がいる所です。

Aに働く仕事を出すには
Aに働く力(1/6×3mg)とAが動く距離(h)をかけるので
1/6×3mg×h

Bに働く仕事を出すには
Bに働く力(1/6×3mg)とBが動く距離(h/3)をかけるので
1/6×3mg×h/3

Aに働く摩擦力のした仕事(1/6×3mg×h)とBに働く摩擦力のした仕事(1/6×3mg×h/3)を合わせて

1/6×3mg×h+ 1/6×3mg×h/3= 1/6×3mg×4h/3=2mgh/3

のほほん

A(B)に働く仕事を出すには>>
正確にいうと摩擦力がする仕事ってことですよね。
例えそうだとしてもBがA上を移動した距離は4h/3なので意味不明ですが。
なんというか、正直言って重箱の隅をつついているだけにしか聞こえないです。
結局、私がこれだけ詳しく説明しても考え方のどこが間違えているのか、という質問に対する回答になっていません。ただあなたの作った回答を書き込んだだけで、やはりよく質問を読まれていないのだなぁと感じました。回答する気がないなら無理しなくても大丈夫です。あなた1人に聞いている訳では無いですので。
解決しそうにないので他の方法で解決することにしますね。

ものぐさ

>正確にいうと摩擦力がする仕事ってことですよね。

そうですね。正しい事でも正確に書かなければ伝わり難いのに、間違った考えはなおの事正確に書かなければ伝わりません。

>例えそうだとしてもBがA上を移動した距離は4h/3なので意味不明ですが。

4h/3はBがA上を移動した距離として考えたのですね。コレを書いて貰わなければわかりませんでした。

そこがおかしいです。特定の物体に働く力にかかる仕事を出すときにかける距離は注目する物体のみの変位です。Aは実際にはhしか動いていませんしBは実際にはh/3しか動いていません。
相対運動を考えたい時などの特別な場合を除いて、物理では注目する物体に関わる量は注目する物体の情報からだけで考えるのが原則です。勝手に相対量を取ることが誤りです。

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