高校物理「力学」２つの物体を接触させて置くとき�@

高校物理「力学」２つの物体を接触させて置くとき�@

◆問題

水平でなめらかな机の上に、質量が２．０ｋｇの物体Ａ，３．０ｋｇの物体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、次の各問いに答えよ。

(1) Ａの運動方程式を立てよ。

参考図
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　　Ａ　　Ｂ

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◆解答解説

問題の指示にもありますが、こういうもん゛たいのときは、Ａ，Ｂそれぞれの運動方程式を立てて、連立して解くのがノーマルです。
まず、「水平でなめらかな机の上」と言っているので、摩擦力等の、問題で言及していない他の力は無視できる。と考えます。

では物体Ａについて考えていきましょう！

物体Ａは２０Ｎの外力を受けます。
そしてその力が伝わって物体Ｂを押すので、その反作用で物体Ｂから押し返されます。この力をＦ[Ｎ]とします。
２０Ｎの力とＦは逆向きですね。だから、その差が物体にはたらく力の合力です。

物体Ａにはこれら２つの力がはたらいた結果、一定の加速度で加速するはずです。この加速度をａ[ｍ／ｓ²]とします。

つまり、物体Ａには(２０−Ｆ)Ｎの力がはたらいた結果、ａの加速度を生じた。というわけです。

物体にはたらく力Ｆと質量ｍ，加速度ａの関係は、「Ｆ＝ｍａ」ですね。
これを今回の場合に当てはめると、

２０−Ｆ＝２．０×ａ


次の問題→物体Ｂの運動方程式


◆関連項目
運動方程式
力〜エネルギー


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