質問: 糸の張力の向き ともに質量mの物体a、bが水平でなめらかな面の上に糸でつながれて 置かれている。 物体aに一定の大きさの力fを加えて引っ張るとき、 1、物体a(およびb)の加速度の大きさはいくらか 2、物体aとbをつないでいる糸の張力の大きさはいくらか という問題で、受ける力の向きがどうしてこうなるのかわかりません。 b a □→←□ー→f 右方向に引っ張られるのであれば、bも右に引っ張られる はずではないのでしょうか。 ab間において、どうして矢印がちょうど半分の大きさで、 右と左に分かれるのでしょうか。 よろしくお願いします。
回答: はじめまして f=maを頭の片隅から離さず考えてください。 まず、外力fは物体a,b両方で2mの物体を引っ張っています。 外力fにとっては、間の糸は関係なく ba □□-→f の状態と同じです。 f=2maになります 一方で、ab間の糸は物体bだけを引っ張ればよいので、fの半分の力になります。 b a □→f□-→f f=ma です。 ---------------------------------------- 物体aに着目すると、働く力は a f←□-→f となります。 (1)f-f=ma また、物体bに着目するとと、働く力は b □→f となります。 (2)f=ma (1)と(2)の連立方程式を解けば、f=2f(f=1/2f)となります。 ---------------------------------------- なぜ物体aには左向きの力(f←)が働いているかというと、物体aは物体bを左向きに(→f)で引っ張っているからです。他の何かを引っ張ったらその分引っ張られる、他の何かを押したらその分押されます。 ...作用・反作用の法則です。 ---------------------------------------- >一本の糸にも生じるということなのでしょうか。 はい、一本の糸にも生じています。もっと言えば一本の糸における各点でも生じています。