Physics
มัธยมปลาย

なぜこの式が成り立つのか教えてください🙇🏻‍♀️

0.50×9.8N 0.50×9.8N 基本問題 85,86, 95, 96 基本例題11) 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, 3.0kgの物体A, Bを接触させて置く。Aを水平に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カの大きさはいくらか。 B Chdcll Ak 20N 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。 (1) AとBがおよほしあう力の大 きさをF[N]とすると, 各物体が受ける運動方 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a [m/s°]とすると, れぞれの運動方程式は, A:2.0×a=20-F…① 指針 B:3.0×a=F 解説 式0, 2から,a=4.0m/s° (2)(1)の結果を式2に代入すると, 3.0×4.0=F F=12N B 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。 F[N] F[N] a [m/s°] A 20N
運動方程式

คำตอบ

教えるのは明日になりますが、教えましょうか?

ピノ

遅れてすみません🙇🏻‍♀️
可能であればお願い致します🙇🏻‍♀️

たこ焼き

すいません。明日の夜でも大丈夫ですか?

ピノ

全然大丈夫です!!
お手数お掛けしてすみません、、🙇🏻‍♀️

たこ焼き

今回は、物体に働く力は一定なので(変化しないので)、運動方程式(ma=F)をたてます。

運動方程式のたてかた
 ①どの方向の運動方程式をたてるのか決める
  今回は水平方向の加速度の大きさを聞かれているから、水平方向で運動方程式をたてると
  よいことがわかる。
 ②運動方程式をたてる方向でプラス方向を決める
  すなわち、今回は水平方向でプラス方向を決めます。
  一般的には、加速しそうな方向をプラス方向にします。
  ということで、今回は、右向きをプラス方向にします。
 ③運動方程式のFに代入するための力を求める
  そのためには、物体に働く力をすべて書く(1枚目の画像)
  今回は、水平方向で運動方程式をたてるから、
  物体A,Bに働く力のうち水平方向に働く力を求める。
  物体Aに働く力のうち水平方向に働く力は、右向きの20[N]と、左向きのF[N]だけである。
  物体Bに働く力のうち水平方向に働く力は、右向きのF[N]だけである。

後は、運動方程式の公式ma=Fに代入するだけ。
  ※Fとは合力、すなわち、合わせた力です。
右向きを正としたから(加速度の向きを右向きだと仮定したから)、
   A : 2.0×(+a)=(+20)+(-F)
 すなわち、 2.0a=20-F
   B : 3.0×(+a)=(+F)
 すなわち、3.0a=F
        
 ちなみに、物体は鉛直方向には動かないので、鉛直方向に働く力はつりあっていますよ。

分からなければ質問してください

たこ焼き

後は、これを解いて、a=4.0m/s²
すなわち、加速度は右向きに4.0m/s²ということ。

仮に、今回、物体が左向きに加速すると考えると(左向きを正として考えると)、
 A : 0.50×(+a)=(-20)+(+F)
   0.50a=-20+F ・・・③
 B : 0.50×(+a)=(-F)
   0.50a=-F ・・・④
③④を解いて、a=-4.0m/s²
すなわち、加速度は右向きに4.0m/s²ということ。
 ※左向きを正としたから、マイナスは右向きを表しますよね

何が言いたいかというと、
加速度の向きが予想できなかったとしても(実際に加速する向きとは逆向きに加速すると仮定してしまっても)、加速度は求まるということです。
 
分からなければ質問してください

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