質問: 物理の問題を教えてください! テストに出た問題なのですが、 分かるところだけでもいいのでお願いします。 1、 質量が1.0kgの台車aと2.0kgの台車bがある。 2つの台車を軽いひもでつなぎ、台車bを9.0nの力で引くと、 台車a、台車bは同じ加速度で等加速度運動をした。 (1)加速度の大きさをa、ひもの張力をtとして、台車a、bの 運動方程式をそれぞれたてよ。 a・・・( ) b・・・( ) (2)加速度aの大きさはいくらか。 また、ひもの張力の大きさは何nか。 加速度a・・・( ) ひもの張力・・・( ) 2、水平な台上で、質量5,0kgの物体を水平に20nの力で引いている。 動摩擦係数は0.20である。 (1)物体にはたらく動摩擦力の大きさは何nか。 (2)生じる加速度の大きさはいくらか。
回答: 1.まず、どんな力が働いているか整理しましょう。 台車b:9nの力で引かれている 張力tで台車aを引いているのでその反作用としてtの力で引かれている 上記二つの力は方向が逆なので、差し引き台車bが受ける力は9-tである 従って台車bの運動方程式(9-t)=m2*a (質量をm2とします) 台車a:張力tで引かれている 従って台車aの運動方程式はt=m1*a (質量をm1とします) 両者の加速度は等しいので (9-t)/m2=t/m1 m2=2m1なので (9-t)/2=t t=3 tをm1で割ればaが出ます。 2.これも同じで、どんな力が働いているか考えます。 水平に引かれる力:20n 摩擦力:垂直抗力*動摩擦係数 以上二つが水平方向に働く力です。 垂直方向には重力と垂直抗力が働いていて、釣り合っています(物体が垂直方向に動いていないから) 垂直抗力は物体に働く重力と等しい大きさなのでmgμ (質量をm、動摩擦係数をμとします) 水平方向には(20-mgμ)の力が働くので加速度はこれをmで割ったものになります。 単位は適宜合わせて下さい。