第Ⅰ章
運動とエネルギー
基本例題11 接触した2物体の運動
基本問題
ma
3kg
2kg
B
水平でなめらかな机の上に, 質量がそれぞれ2.0kg,
3.0kgの物体A, B を接触させて置く。 A を右向きに
20N の力で押し続けるとき, 次の各問に答えよ。
(1) A, B の加速度の大きさはいくらか。
(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
f
20N
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×α=20-F ... ①
B:3.0 xa=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,
3.0×4.0 =F F=12N
m
B
Point
F[N] [F[N]
[a [m/s2]
A
20N
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, α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。
P=
基本例題12 連結された物体の運動
◆基本問題 88, 92