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運動方程式の記述の仕方
座標を設定して注目物体が受ける力を図示する
あとは二つの運動方程式と束縛条件から連立する
一応そもそもの話ですが、運動方程式をなぜ立てるのか
→(古典)力学の目的は注目物体の運動に関する未来予言。
運動方程式を立てることにより加速度が得られる、加速度を2回積分することにより位置を時間の関数に書き表せる。したがって時間的な追跡(未来予言)が可能になる。
(もし高2で東大志望なら新物理入門(駿台出版)という参考書がおすすめです。)
大学だとこの力学の目的は変わるのかもしれません。わからないです。
①運動方程式の書き方
まず座標を設定する、なぜか
→1.力学の目的は物体の位置を未来予言すること
2.座標のないところに加速度や速度は定義できないから
次に注目物体を定めて(A,B同時に見るのではなくAだけ見る)、その物体の代表点の座標を設定。今回は物体の左端。次にその注目物体が受ける力を図示する。運動方程式の右辺にプラスマイナスを考慮しながら力を記述。運動方程式の左辺は質量×加速度。※加速度は位置を表す文字の上にドットを2回打つことにより表せる。このドットは時間微分したことを表している。加速度や速度の表し方は色々あり、その一つにすぎない。
②Bについても同様
ちなみに物体同士が接触するなら垂直抗力Nが働くことを忘れないこと。垂直抗力はクーロン斥力(電気の反発)の集積が原因と言われる。直接求めることは不可能で束縛条件から決まってくる。
③
二つの運動方程式が書けた。式2本に対して未知数は加速度と垂直抗力の３つ、解けないので束縛条件を考える。
束縛条件とは物体の運動に対する制限のこと。今回はAとBが接触し続けるということ。したがって写真3枚目が得られる。あとは式2本に対して未知数は2個、、、解ける。
間違っていたらすみません。僕が高校生だったらこんなこと言われても理解できませんがなるべく正しく書いてみました。今年理科一類受けてきましたが、いわゆる"微積"物理で正しく学んでいないとかなり厳しいんだと思います。
もう少し詳しく教えてください、、すみません