回答

_摩擦力が内力か、外力か、は、どの物質を系として考えているか、着目するか、に依ります。
_摩擦力を発生している2つ(以上)の物体を1つの系として考えていて、(即ち、内力と見做せるのならば、)運動量保存則が使えます。
_詰まり、場合(設問)に依りけりです。

_そして、運動量とは、mv であり、ベクトル量です。

_運動エネルギーとは、mv² であり、スカラーりょうです。

_「この場合は、運動量保存則も使えますか?」との質問ですが、添付画像の式は、運動量保存則の式でもなく、運動エネルギーの保存則の式でもなく、エネルギー保存の法則の式です。

_ですから、運動量保存則が使えるかどうか、は、運動の系をどう考えるか、に依存します。「この場合」が、エネルギー保存の法則の式だけでは、運動の系をどう捉えているか、判別出来ません。

yk.m

設問、捉え方によって使える法則が変わってくるのですね。

運動量保存則、力学的エネルギー保存則、運動方程式、つり合いなど、今まで様々なものを学んできました。

運動量保存則は速さ
力学的エネルギーは高さや速さ
運動方程式は加速度
釣り合いはいろいろ

また、必要に応じてそれぞれを掛け合わせていく。

今の段階では、このような認識なのですが、合っているでしょうか??

yk.m

①N=mgつまり、つり合っているものだと思っていました。そこの作用反作用は考えたことがなかったです。

②作用点についても今初めて考えました、、

ぺんぎん

_運動量保存則は(質量)✕(速さ)
_力学的エネルギーは、
(質量)✕(重力加速度)✕(高さ)、や、
1/2✕(質量)✕(速さ)²。
_運動方程式は、(力)=(質量)✕(加速度)。
_釣り合いは、観測者次第(視座(≒視点次第。))。

_①、重力の反作用は、垂直抗力ではない、と分かっている?
_②、コップに水を入れ、中にゴルフ・ボールを入れる。ゴルフ・ボールに掛かる浮力の反作用の作用点は、コップの中の水の重心である、と分かっている?
_③、静止しているか、等速直線運動しているか、は、観測者次第(視座(≒視点次第。))であって、全く同じ事だ、と分かっている?
_④、流れ星が光る原因は、空気の摩擦熱ではない、と分かっている?
_⑤、今、大学生か、高等専門学校生か、どちらか?物理を何に使おうとしているの?(どういった知識が必要とされる立場なのか、が知りたいのです。)
_①〜⑤に、返信して下さい。

ぺんぎん

_①、例えば、机の上に乗っている本に生じる重力の反作用は、本が地球を引っ張る万有引力に依るチカラで、作用点は地球の重心。
_②、に関しては、浮力を生じている物体の重心に浮力の反作用もある、と言うウェブ・コンテンツが多いですが、間違いです。
―③〜⑤に、返信して下さい。

yk.m

③相対速度的なニュアンスの事でしょうか。二物体が動いてるとき、相対速度を使うことで、片方の運動を止めることが出来る。つまり静止と捉えることが出来る。
④一切分かりません笑
⑤大学受験生です。浪人するものです。筑波大を志望しています。高校生活は3年間部活に打ち込んできたので、意識的に英語の一教科を極めようと努力してきました。そのため物理は、初学者に近いです。今は漆原を3週くらいして、エッセンスの問題に入っています。まだ力学だけですが。本質を掴むという行為がなかなかなんとも、、。

ぺんぎん

_⑤、理系に進むので、物理が必要なの?文系で教職で物理が必要なの?スポーツ専攻で物理が必要なの?部活って何をやっていたの?スポーツであると、喩えをし易いかも知れないので、知りたいのです。

yk.m

申し訳ないです、吹奏楽部でサックスをやっていました。理系の情報科学類に進むので、共通テストと、2次試験で物理が必要になります。

ぺんぎん

_ITなら、受験の後は、物理殆ど使わない可能性が高いけれども、理解するより、覚える方が効率的かも知れない。
_覚えるのなら、今の段階では、ざっくり、yk.m さんの理解で良い、と思う。
_本質的に理解しよう、とするのなら、中学の段階で、本に作用する重力の反作用が、本が地球を引っ張る万有引力に依る力だと、(理解は出来なくても、覚えるものとして)知っている。
_それでも、理解したい、と言うのであれば、本質的な説明をしてみよう、と思う。
_暗記もの、として対処するのなら、③、は、相対運動の話しでもあり、相対性とは何か、の話し(そもそも静止状態は定義されない。)でもある。
④、断熱圧縮による、流れ星前方の空気の昇温に依る。空気の摩擦熱なんてものは、ほんの微微たるもの。(誤差レベル、無視できるレベル。)
_本質的な事が知りたい場合は、知りたい旨、返信して下さい。

yk.m

なるほど、!「本質」という言葉の使い方が間違っていたかもしれません。なんだか、今の勉強だとエッセンスの問題は解けるけど、入試でて出てきた問題は解けないのでは?と感じるのです。初見で出会っても、確実に解けるようになりたい。そういう意味で、「本質的な理解」という言葉を使いました。ただの公式丸暗記ではなくて、どんな問題にも対応できる力を身につけたい、、と。ペンギンがおっしゃるような本質的な理解までは達しようとはしてないです。時間が足りなくなりそう😅どんな問題にも対応できる力を付けたいのです。数学のようなパターン暗記で対応できますか??もちろん、漆原の面白いほどわかる本などで解説されるようなこと、イメージなどは頭に入れます。

ぺんぎん

_パターン暗記で大学入試までは対応可能です。そして、数学も大学からは、逆にパターン暗記では通じなくなる、と、伝聞しています。
_対応可能、と言うのは、合格レベルになる、と言う事で、どの様な問題も解ける、と言う事ではありません。
_恐らくは、yk.m さんは、パターン暗記の方が合っている、と思います。高校の数学は、それなりに良い成績だったのではないかな?と推測します。
_IT風に言い換えると、大学入試までは、ヒューリスティックな問題解決で対応出来ます。必ずしも、アルゴリズム的な問題解決は必要ありません。

ぺんぎん

_恐らくは、理系の仕事に就いていてアルゴリズム的思考をしている人間の7〜8割の人は、ノイマン型のコンピューターの計算速度が幾ら向上しても、シンギュラリティ・ポイントが来ないだろう。インターネットの様な、パラダイム・シフトしか訪れないだろう。量子コンピューターが一般化してから、やっと、シンギュラリティ・ポイントが訪れるだろう、と推測しています。
_そういう予測に対して、根拠を持って肯定、或いは、否定、して論じる為には、本質的な理解が必要に成ります。

yk.m

おおむず!笑

多少は得意でした、、そうなのですね!!それでは、今のやり方のまま、各設問の状況を把握しつつ、パターンの暗記に努めたいと思います。

ヒューリスティック。経験則的な意味合いなのですね。様々な問題パターンの経験さえあればなんとかなると。
ノイマン型コンピューター。記憶させたプログラムを順番に実行させるもの。
シンギュラリティ・ポイント。技術的特異点。
パラダイム・シフト。その時代の考え方や規範が大きく変わること。
ノイマン型コンピューターは「0」か「1」のどちらかしか扱えない。量子コンピューターは「0」と「1」を同時に扱える。掛け算できることで可能性が広がるということなのですかね??

これら全ての用語、初めて知りました。英語の書籍を読んでいるみたいです、勉強になります笑

暗記人間、思考停止人間になりたくはないと考えていますが、現時点では大学に受かることが最優先なので、とりあえずはパターン暗記、表面上の理解で乗り切りたいと思います。ありがとうございます!

ぺんぎん

_ノイマン型コンピュータか、量子コンピューターか、と言う事は、掛け算かどうか、ではなく、(本質的には)離散値データしか扱えないのか、(本質的に)連続値データを扱えるのか、と言う違いであり、例えば、電子を粒と考えるのか、確率論的に電子雲と考えるのか、と言う事の違いに成ります。
_実は、ノイマン型コンピューターは、実数型変数は、基本的に掛け算で動いています。足し算よりも、掛け算の方が得意なのです。割り算は苦手です。

ぺんぎん

_それから、高校で期待値とかやっていなかったら、2020年以降の指導要領は、(ゆとり教育前の)期待値とかが復活しているので、やっておいてね。
_2020年・2022年の新高一生から、それぞれ、少し範囲が指導要領で変わっている見たいだから。(教育関係者じゃあないから、詳細は知らないけれども。)

yk.m

んーむずい、とにかく頑張りたいと思います!!親身にありがとうございました!

助言も了解です。

yk.m

こんにちわ、ご無沙汰してます。今日、物理の問題を解いていて、慣性力と相対速度/相対加速度というのは同じようなものなのでは??と感じたのですが、この考えどうですかね??

どちらも、動いているニ物体を一物体静止させたようにできるということは、、、?って感じです

ぺんぎん

_微妙。
_yk.m さんの感覚は、恐らくは、合っていると推測しますが、「慣性力と相対速度/総体加速度と言うのは同じようなもの」と表現すると、違う、と言わざるを得ない。
_「慣性力と相対速度/相対加速度と」は、観測者の視座の違いに依って、発生したり、発生しなかったり、と言う共通点がある、と言う表現に成ります。
_物理は、単位を常に意識して考えて下さい。単位を変換させて、= で繋がれば、本質的に同じ可能性が高いです。今回は、単位が全部別ですよね?関係はあるけれども、別物です。

yk.m

なるほどそうなのですねー。

慣性力というものがどうもなかなか掴めなくて。相対加速度で考えると上手くいきそうな感じだったんです!!

ぺんぎん

_だから、「観測者の視座の違いに依って、発生したり、発生しなかったり、と言う共通点がある。」、所詮は、見かけの力で、絶対的なものじゃあない。って言う感覚は、合っている。それを、正しく表現出来ていない。
_ても、パターン認識は、感覚でやって行くのだから、支障が出るまでそれでやって行けば良い。

ぺんぎん

_取り敢えず、単位を常に意識する。計算問題も、数値だけではなく、単位だけを計算して、単位が合うかどうか(m、kg、s、の、次元数が合うかどうか。)も、確認する。それは、意識して下さい。

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