- ベストアンサー
高校物理「運動の法則と等加速度運動」の問題
- 質量Mの直方体の物体Cが置かれ、質量Maの物体Aが連結された問題
- Cを押す水平方向右向きの力を大きくすると、A,B,Cは同じ加速度で等加速度運動をする
- Bの加速度はαではなく、αはAとCの加速度の大きさを表す
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
加速度の「向き」を考えましょう。 「A,B,Cは同じ加速度で等加速度運動をするようになった」というのは、水平方向の加速度です。 ＡとＣは、同じ水平方向の運動なので、「加速度が同じ」であれば等速度運動をしていることになります。 （最も分かりやすい「等速度」は、「速度ゼロ」のときです。そうすれば、ＡとＣとは停止した状態です。ただし、床から見れば、ＡもＣも加速度ａで動いています） それに対して、Ｂは「上下方向の運動」ですから、「（水平方向に）同じ加速度で等加速度運動をするようになった」ことの影響は何もありません。Ｂには上下方向に重力加速度ｇが働いているだけで、水平方向の加速度ａは上下運動に直接は関係しません。 上に書いた「ＡとＣとは停止した状態」を考えれば、Ｂが下にMb・gの力で落下しようとするのを、糸を介して上に引き上げる力が働いて、Ｂは落ちも上昇もせずにつりあって静止している状態、ということです。 この状態では、糸を介して上に引き上げる力は、Ｃを介してＡに働いている加速度に対するＡの慣性力（加速度に対して留まろうとする力）に等しいということが分かるかと思います。 単に公式を当てはめるのではなく、実際にモノが動いている様子を想像して考えましょう。
その他の回答 (1)
- spring135
- ベストアンサー率44% (1487/3332)
力、速度、加速度、変位等力学で出てくる量はベクトルです。つまり大きさと方向を持っています。 言い換えるとこの問題では鉛直方向y、水平方向xの2つの方向に分けて考えなければなりません。 水平方向については右方向、鉛直方向については上向きを正とします。 物体Mに働く力をF↑(Fx,Fy)で表すと A(T,-Mag＋N) B(L,T-Mbg) C(Fc-L,-Mcg-N+U) NはAがCを押す力、LはBを押す力、FｃはCを押す力、Uは床からCへの抗力です。 次に運動について、A,B,Cについてx方向、y方向について考えます。 この問題のポイントはCに働いた力FcによってCが動き出す加速度と、 Bの落下によって発生する張力TによってAに発生する加速度が共にαであるということです。 問題にある ＞A,B,Cは同じ加速度で等加速度運動 というのは水平方向の話です。 A x方向 T=Maα y方向 -Mag＋N＝0 B x方向 L=Mbα y方向 T-Mbg＝0 C x方向 Fc-L=Mcα y方向 -Mcg-N+U＝0 以上から T=Maα=Mbg N=Mag L=Mbα Fc=(Mb+Mc)α U=(Ma+Mc)g Tの式から α=(Mb/Ma)g
お礼
迅速なご回答ありがとうございました。 解決いたしました。。 ベストアンサーはご回答順で選ばせていただきました。 ご丁寧に書いてくださったのに、申し訳ございません。 また質問することがあるかもしれませんが、 どうぞよろしくお願いいたします。
お礼
迅速なご回答ありがとうございました。 解決いたしました。。 また質問することがあるかもしれませんが、 どうぞよろしくお願いいたします。