の
基本例題11 接触した2物体の運動
水平でなめらかな机の上に質量がそれぞれ 2.0kg, nois cg 3kg
2kg
B
3.0kgの物体A, B を接触させて置く。 A を右向きにA
Mat
20N の力で押し続けるとき, 次の各問に答えよ。
大
(1) A. B の加速度の大きさはいくらか。
A,B
太さはい
(2) A,Bの間でおよぼしあう力の大きさはいくらか。
指針 2つの物体が接触しながら運動して
いるとき, 作用・反作用の法則から、 2つの物体
は、大きさが等しく逆向きの力をおよぼしあって
いる。 A, B が受ける力を図示し, それぞれにつ
いて運動方程式を立て, 連立させて求める。
解説
(1) AとBがおよぼしあう力の大
きさをF〔N〕 とすると, 各物体が受ける運動方
A F[N] F[N]
20N
B
[a[m/s2]
AM
20N
基本問題 87,96
向の力は、図のようになる。 運動する向きを正
とし,A,Bの加速度をα 〔m/s2] とすると, そ
れぞれの運動方程式は,
A:2.0×a=20-F ... ①
B:3.0×α=F
...2
式 ①,②から、a=4.0m/s2
(2) (1) の結果を式②に代入すると,
[M] V3.0×4.0=F F=12N
Point
A,Bをまとめて1つの物体とみなすと,
運動方程式は, (2.0+3.0)a=20 となり, a が
求められる。 しかし, F を求めるためには、物
体ごとに運動方程式を立てる必要がある。