Physics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว

同じ摩擦力が働く床で同じ質量の物体を初速度10m/sと5 m/sで引いた場合、加速度は5m/sの方が小さくなるという認識で良いですか?

คำตอบ

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

力と質量が同じなら加速度は同じです
→摩擦力と質量が同じなら加速度は同じ

小球の投げ上げと同じで、初速が異なっても、加速度は同じです。

何か勘違いしていませんか(質問内容を間違えてる)?
→5m/sの方が止まるまでの時間が短い

ミッフィー

初速度と力は関係ないのですか?
初速度が大きくするなら力も大きくしなければならないというイメージがどうしてもついてしまっているため、、、

GDO

質問の意味が分かりませんでした。
ーーーーー
同じ時間力を加えて、速度を10m/s、5 m/sにするには、5 m/sにするほうが、力は小さくて済みます。
ただ、初速度10m/sと5 m/sにするのは不可能です。
何か質問の表現に誤り(勘違い)がありますよ。
ーーーーー
「速度を10m/s、5 m/sには、どちらの方が仕事が小さいか」という質問ですか?
または、「速度を10m/s、5 m/sで引き続ける」という質問ですか?

GDO

初速を〇〇m/sにするには、エネルギー(仕事)与えて、一瞬で速度を与えると考えるのがよいです。
力(加速度)を加えて速度を付ける場合は、初速度0から始まり速度は増えていきます。

「同じ摩擦力が働く床で同じ質量の物体を一瞬で仕事を加えて、初速度10m/sと5 m/sにする場合、加える仕事(エネルギー)は5m/sの方が小さい」という表現がよいです。

GDO

なんどもごめんさい
”力積”の表現を用いれば、以下の様になります。
「同じ摩擦力が働く床で同じ質量の物体を初速度10m/sと5 m/sとする場合、力積は5m/sの方が小さくなる」

ミッフィー

わかりづらくてすみません。
例えば質量mの物体を初速度10m/sで引いたときはvtグラフから加速度がわかると思います。では、同じ物体で初速度5m/sに変化させたらその傾きも変わるのか気になりました。

ミッフィー

物理が苦手なもので、、すみません。
速度を10m/s、5m/sで引き続けるのではなく初速度だけです。初速度が10m/s、5m/sであとは摩擦の力で止まるという状況です。ma=Fの式で考えた場合、Fの力が同じならば加速度も同じですが、Fが同じかどうなのかわかりません。

GDO

なにか定義を勘違いしているようです。
同じ力なら初速度5m/sでも加速度は同じです。
ーーーーー
一定時間・距離の間、力を加えた後をスタート地点(初速)とするのであれば、力で初速を与えることができますが、この場合はスタート地点までに与えている力の大きさで初速は変わります。
こうすれば、質問の内容と一致し、小さい力の方が初速が小さくなります。
ただし、これはスタート(初速)以前の力の与え方です。
ーーーーー
普通は、初速度と加速度には関係がありません。何か定義を勘違いしているようです。
F=ma(F:加えている力、m:質量、a:加速度、a=F/m)
vₜ=v₀+at=v₀+Ft/m(v₀=初速)
Fを変えても物体の初速は変わらない。
―――――
一瞬で初速を与えるには、”力”ではなく、”エネルギー(または力積)”が必要です。
(力とは別物が必要)
ーーーーー
よくある問題文で「初速v₀で飛び出す」という表現がありますが、「力を加えて初速v₀で飛び出す」とは言いません(不可能)。
「力積を加えて初速v₀で飛び出す」ならおかしくありませんが、普通は使いません。

初速は、前提として存在しますが、どのようにして初速を与えたのかを考えてはいけません(分からない)。
(力が小さくても長い距離・時間で力を加えれば、スタート地点での初速は大きくできます)

たくさん説明して、混乱させてしまっらたごめんなさい。

ミッフィー

では、問題文で「初速度○で〜」という問題には力を考えなくて良いということですか?また、力は初速度に関係ないので初速度が何であろうと今回のような問題では加速度は一緒ということですか?

GDO

そのとおりです👍

ミッフィー

何度も質問してしまいすみません。
おかげさまで理解できました!!
本当にありがとうございます!!

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