質問: 箱と球が滑らかな斜面を移動しています。この二つの物体が水平面についてさ 箱と球が滑らかな斜面を移動しています。この二つの物体が水平面についてさらに移動する場合どちらのほうがより長く移動しますか?球にも箱のも同じだけの摩擦力がかかるとします。 この問題を友達から出されたのですが、やはり球が答えでしょうか? 僕は転がり摩擦を考えたのですが、正直転がり摩擦のことはいまいち理解していなかったのではっきりとこの答えの説明ができませんでした。どなたか解説お願いします!!
回答: 全く違うのですよ。答えは書きません。あなたが試してみること。 よく似た話に、「同じ球速でも、体重が重い投手が投げた玉の方が重い。」というのがありますね。 >僕は転がり摩擦を考えたのですが、正直転がり摩擦のことはいまいち理解していなかったのでは 転がり摩擦だろうが、滑り摩擦だろうが、「摩擦は同じ」とされているので、考えなくてよいですよ。 いずれも、物理の基本なのですが、残念ながら中学校までの物理は質点の運動までしか習わないので「同じ」という答えになりますね。しかし、「習ってない」は理由にはならない、身の回りの現象をしっかり観察していれば、とっく昔に知っているはずですよね。こま回し、卵が転がっているのとか、凍ったpetボトルを転がした時の動きは見ているはず。 ヒントは質点の運動ではなく、剛体の運動だということです。 簡単に実験できますよ。生卵とゆで卵を転がして御覧なさい。どちらも同じ質量で同じ摩擦係数なのに・・・ 思考実験でも答えは出るでしょうが、まずは試してみること。 理科は知識ではない、知識だと、覚えていなけりゃ、知らなきゃ、正誤はともかく、答えは出ない。理科を学ぶのは観察(実験)する以外、真理にたどり着けない事を学ぶためですよ。 そうでないと、「質量も摩擦も同じだから同じ」となってしまう。それでは迷信や宗教と変わらないでしょう。 私は子供たちに説明するときは、二つの円筒(フィルムケース)に同じ重さになるように詰め物をして、一方の中身は液体(水)、一方には同じ質量の金属板を内部に重心が一致するように入れたものを使います。その二つを斜面から転がすとどちらが早く落ちるでしょうか?あるいは、同じ速度で初速を与える(これが題意と同じ)とどちらが遠方まで転がるでしょうか?