受験物理の問題で質問です。

質問

摩擦のある水平面に質量2mの物体Aを置き、その上に質量mの物体Bを置いた。また、物体Aと物体Cを伸び縮みしない糸で繋ぎ、その糸を滑らかな滑車にかけ、物体Aを水平に引くようにする。ここで、重力加速度をg、物体Aと水平面間の静止摩擦係数をμ１、動摩擦係数をμ２、物体Aと物体B間の静止摩擦係数をμ３、動摩擦係数をμ４とする。

（1）物体Aの床に対する加速度の大きさは？
（2）そのときの物体Bに働く摩擦力の大きさは？
（3）さらに物体Cの質量を少しずつ大きくしながら同様の実験を繰り返したとき、物体Bが物体Aの上を滑り始めるのは物体Cの質量がいくらを超えたときか？
（4）Bが滑り出した後のBの床に対する加速度の大きさは？
という問題の解き方が全く分かりません。答えは自分の中では出ているのですが、選択肢と会いません。どのように解けば答えが出るのか教えて下さい。
出来るだけ詳しくお願いします…。

回答No.3

gohtraw · ベストアンサー

（３）で、物体Cの質量を大きくしていくと物体BがAの上を滑るとあるので、（１）と（２）の
時点では物体AとBは一体ものとして運動するのでしょうね。そのうえで

（１）と（２）
それぞれの物体に働く力（水平方向のみ）を列挙して、運動方程式を作りましょう。
簡単なところから挙げていくと、
物体C：重力と糸の張力（Tとでもおきましょうか）
物体B：物体Aとの間に働く静止摩擦力
物体A：糸の張力、水平面との間に働く動摩擦力、物体Bとの間に働く静止摩擦力
これらの力をそれぞれの質量で割ると加速度が出ます。物体AとBが一体であり、
糸が伸び縮みしないので、三つの物体の加速度は等しくなるのではないでしょうか。

（３）と（４）
式としては上記と似ています。力を列挙すると、
物体C：重力と糸の張力
物体B：物体Aとの間に働く動摩擦力
物体A：糸の張力、水平面との間に働く動摩擦力、物体Bとの間に働く動摩擦力
であり、
物体AとCの加速度は同じ
物体Aの加速度は物体Bの加速度よりも大きい
というところです。これらを式にすればいいのではないかと思います。

お礼

ありがとうございました。運動方程式の立て方を言葉で教えていたので、答えだけを聞くよりずっと勉強になりました。ようやくちゃんとそれらしき答えを導き出すことができました！

回答No.2

gohtraw

確認なのですが、問題文は正確に書き写せていますか？

補足

すみません。もう1度確認してみたら、物体cの質量を書いていませんでした。cの質量は3mです。その他は
問題文はほとんど変えていません。ご指摘ありがとうございます！

回答No.1

f272

「答えは自分の中では出ているのですが」というのなら，それを開示して誤りはどこにあるかを聞いたほうがよい。

補足

確かにそうですね。私が考えた答えは
1.ｇ（1－μ2）
2.ｍｇ（1－μ2）
3.3ｍ（μ3＋μ2）
ですが、いずれも選択肢の中にありません。問題の詳しい解説をお願いします。