物理
高校生

Aを15Nで押した場合Bによって作用反作用の法則より15N押し返されるのではないでしょうか?

回答

作用反作用の法則は、二つ物体が接している時に、逆向きで大きさが同じ力が働くことです。

今回の問題で接しているのは、
物体Aと、15Nの力を加えている何か(指とか)
物体Aと物体B
です。それぞれに作用反作用の法則が働きます。つまり、
指は15Nの力で物体Aを右に押し、物体Aは15Nで指を左に押す
物体Aはなんらかの力fで物体Bを右に押し、物体Bは力fで物体Aを左に押す
という状況です。加速しているのでfは15Nではないです。

夛田仲謙三郎

15Nで押したからと言ってBも15Nでは押されないのは何故ですか?抵抗などがあるからでしょうか?

抵抗は今無視しています。問題文で特に書いていない場合そうします。
Bが15Nでは押されないのは、15Nはあくまで指がAを押す力で、Bとは関係ないからです。それぞれの物体にかかる力(水平方向)を見直してみましょう。
A: 指から押される15N、Bから押される-f
B: Aから押されるf

運動方程式は、各質量をm, Mとして、
m a = 15 - f
M a = f
となります。aを消去してfについて解くと
f = 15M/(M+m)
です。mが12 kg、Mが18 kgならfは9 Nです。つまりAがBを押す力は9 Nとわかります。

もしAがBを15 Nで押していたら、Aに関してはたらく力がつり合っていることになります。指がAを押す力とBがAを押しかえす力が逆向きに同じ大きさではたらくからです。それならAは加速せず(等速直線運動)Bは15Nの力を受けて加速します。これではAとBは一緒に運動しません。これは直感的におかしいですよね?

夛田仲謙三郎

細かいご説明本当にありがとうございました🙏🙏

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