解答

✨ 最佳解答 ✨

運動を知りたい一つの系について力の釣り合いを考えた時、その系に働いてる力の中に反作用があれば反作用を使うし、反作用が働いているのが運動を知りたい系と関係なければ使いません。
今回の場合は人と荷物と板を一つの系とした時、その系に働いている力を考えると滑車からの力と人が紐を引っ張った時の反作用と重力の3つ力が加わっているというだけです。
運動を知りたい物体にどんな力が加わっているのか、しっかり図に描いて考えればわかります。
基本力は重力以外、物体が触れ合っている場所からしか生まれないので触れ合っているところについてよく考えればわかりますよ。

ミッフィー

糸を引く力がそのまま使えるなら反作用は使わなくて良いが、それでは解けないので糸を引く力を同じ力の反作用に置き変えているということですか?作用力と反作用力のどちらかさえ考えていれば良いということですか?

素隹

まず人は紐を引っ張った時、作用は紐に対して力を加えていて反作用は人に対して力を加えています。
つまり作用はそもそも系としておいた人と板と荷物に対しては力を加えていないんです。
作用と反作用は大きさが同じだからごっちゃになっているかもしれませんが今自分が着目している"系に対して"の力について考えているから反作用を使っています。
作用は紐という全く別のものに力を加えているから使えないんです。

ミッフィー

反作用も人から糸という違うものに力を加えているのではないのですか?理解力なくてすみません、、

素隹

物体aとbがあり物体aが物体bに力を加えている時、物体aから物体bに掛かっている力を作用、物体bから物体aに返ってくる力を反作用といいます。
今回のように人と糸があるとき、能動的に力を加えているのは人だけです。つまり人から糸に対しての作用があります。作用があると言うことは反作用もあると言うことですが、反作用は糸から人に対して返ってくる力です。
人から糸に対して反作用があると言うことは糸から人に対して何か力を加えていないといけないことになりますが、糸は何も力を加えていませんよね?
ですから問題を解く上で重要なのは、作用が反作用かではなく、作用反作用を図に書き出したときそれがどの物体、系に力を加えているのかなんです。
 

ミッフィー

図で考えると反作用は人から糸のように思えますが違うということがわかりました。ただ、反作用は糸から人へ働いてそれも系には関係ないように思えます。それとも系と人に着目しているので系に働いていなくても人に働いている力ということで考慮すべきということですか?

ミッフィー

何度も質問してしまい本当にすみません。

素隹

図で考えると反作用は人から糸のように思えますが違うということがわかりました。
→そうです。図を見るとそう見えるかもしれませんが、力の向きとどの物質からどの物質に向けて力が加わっているかは関係ありません。 

反作用は糸から人へ働いてそれも系には関係ないように思えます。それとも系と人に着目しているので系に働いていなくても人に働いている力ということで考慮すべきということですか?
→人も系の中の一つです。
相対的に動かないから荷物と板と人は一つの系として大丈夫なんです。
人と荷物と板を一つの系として考えているから、系に掛かる力が図のようになるのです。

質問しないで理解した気になる方が問題なので、全然問題ないですよ。

ミッフィー

よく考えれば人も系でしたね! 
ただ、系への力(糸から人)を考慮すべきなら系からの力(人から糸)も考慮すべきではないのですか?

ミッフィー

youtubeで講座を見たところ、力の釣り合いの式は目的語が同じでなければならないとわかりました。地球がりんごに及ぼす力(重力)と床がりんごに及ぼす力(垂直抗力)はどちらもりんごが目的語でつり合っています。これを踏まえると、地球が系に及ぼす力と糸が系に及ぼす力がつり合っているということから糸から人への力を考えるのですか?

素隹

そうです!その通りです。
釣り合いの式を系について考えた時、地球が系に及ぼす重力と糸から系(人)に及ぼす反作用と糸が系(板)を持ち上げようとする力の3つが釣り合っていたという話なんです。
糸から人への力は系に掛かる力ではないので釣り合いとは関係ないということですね。
釣り合いの式から説明すべきでしたね。

ミッフィー

理解できました!ありがとうございます!あと一つ質問ですが物理の基礎固めとして物理の勉強をする際、教科書と物理のエッセンスの併用で良いですか?お分かりの通り私は今のところ公式を覚えて型にはめているだけです。物理のエッセンスは基礎中の基礎と応用が含まれており教科書は基礎から標準があるそうなので大学受験の基礎固めとして適してますか?

素隹

すみません。
私は大学受験の物理は駿台という予備校で微積物理という一般とは少し違った解き方をしていたため、教科書、参考書には疎いんです。
お力になれず申し訳ありませんが、質問を別で立てて聞くことをお勧めします。🙇

ミッフィー

勝手に意味わからない質問してしまいすみません!
おかげさまでこの問題のもやもやが晴れました!
本当にありがとうございます!

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