物理
大学生・専門学校生・社会人
解決済み

なぜ、1番初めは、ふたつの重りを足しているのに、効力ではMしか考えないのでしょうか……

回答よろしくお願いいたします。
効力……というものも具体的に教えて頂きたいです。垂直抗力とかになるとわかるのですが、ただの効力がどこに働いているのか検討がつきません……

水平に穴のあいたおもり Aがあり, 紐のついた質量mのお もりBがAと接している. 紐の他端には水平台の端にある 滑車を通じて質量mのおもりが吊り下げらている. おもり A を保持して系全体を静止させ, 静かにはなした. おもり A とBの間に働く抗力を求めなさい. (a) ◎(b) m² g 2m+M Mmg 2m+M (c) m² g 2m - M (d) (2m+M)g B R=Ma = m 抗力を R としてAの運動方程式より, Mm 2m +M9 m M (e) (2m - M)g 【解】 共通の加速度をαとして, 3つのおもり一体の運動方程式は (2m+M)a=mg ..a= A 清らかな水平表面 2m +M9 滑車 ml

回答

✨ ベストアンサー ✨

抗力は下の画像に書いたように働きます。(解答に不必要なNAやNBなどの記号も入ってしまいましたが、無視してください。)

垂直抗力は、本来重力に従って下向きに運動しなければならない物体に、上向きに働いて運動を阻止する(抗う)ような力、と考えられますが、

抗力は重力とかに限らず、物体が本来するべき運動に抗うような力、と考えたらよいかなと思います。

本問では、物体Aはひもにつながっていないため本来は静止しているべきなのですが、左から運動してくる物体BがAの静止に抗って右方向への運動を起こしている、という感じです。

そのように考えると、別の運動の仕方をする2物体が接しているとき、必ず何かしらの抗力が働いていそうですよね。今後問題を解く際には、このことをちょっと意識してみてください。

長文になってしまったので一回切ります。一番最初の質問は下のコメントに続けて送ろうと思います。

はーとみ

続きです。

この問題では、物体A、物体B、重りが連結していて、加速度が同じになります。そのため、3つの物体をひとまとめにして、運動方程式を組み立てています。

3つの物体それぞれについて運動方程式を立てることもできます。すると下の画像のようになるのですが、式変形によって抗力Rなどがきれいに消え、結局3物体ひとまとめで考えた式に帰着します。

(話が逸れますが、物体Bとおもりは紐でつながれていて、張力という力が働いています。解説にないので見落としがちですが、一応注意しておいてください。)

さて、加速度aはひとまとめの考え方で導出できたのですが、抗力Rはひとまとめの考え方でやると、式の中にRが出てこなくなってしまいます。Rを求めるためには、個々の物体に着目して運動方程式を立てて、Rを登場させる必要があります。これが、抗力のときに物体Aだけで考えている理由になります。

長文失礼いたしました。

ティティ

回答ありがとうございます!

Aの側面が紐につながっているのかと思ったら、Bが繋がっていたのですね……!!

スッキリしました!ありがとうございます!!

この回答にコメントする
疑問は解決しましたか?

この質問を見ている人は
こちらの質問も見ています😉