Question

tkhsre

なぜN₁とfは下の図では上の図と比べて、左右上下反対ではたらいてるのですか？

図のように,なめらかで水平な床の上に質量 M
Vng
物体
の板を置き,その上に質量 m の物体を置く。板を
水平に引くと,板と物体は一体となって動き出した。
水平に引く力の大きさがいくらを超えると,物体と板が別々に動き出すか。ただし,
物体と板との間の静止摩擦係数を Ho, 重力加速度の大きさをgとする。
板

H-11H
物体が板をすべり出す直前まで
物体と板は同じ加速度で運動する。
物体にはたらく力は, 重力と板から
受ける垂直抗カ, 板から受ける摩擦
力である。この垂直抗力の大きさを
Ni, 摩擦力の大きさをf, 加速度の大きさをaとす
ると,力のつり合いと運動方程式より,
3
a
N」
Mg.
N=mg
ma=f 2
一方,板にはたらく力は,重力, 物体から受ける垂
直抗力,物体から受ける摩擦力, 床から受ける垂直抗
力,水平に引く力である。床から受ける垂直抗力の大
きさを Ne, 水平に引く力の大きさをFとすると,カ
のつり合いと運動方程式より,
N。=Mg+ N
…3 Ma=Fーf
Fを徐々に大き
くするとき,fが
5M]
NA
最大摩擦力の大き
さを超えると,物
体と板は別々に動
き出す。最大摩擦
力の大きさ F。は, Fo=μoN, であるから, 式①, ②
Mg
より,
ma=F。=μoN.=μo1mg . a=μog
よって, 式④より,
M·Hg=F-F=F-μomg
: F=μ(m+M)g
板を水平に引く力がこのFより大きくなると, 物体
と板が別々に動き出す。
答 (m+M)g
に。

Answer 1

✨ Best Answer ✨

ななち

上は物体に働く力で、下は板に働く力に注目しています。

tkhsre

なるほど。
でも、なぜ垂直抗力が下向きにもはたらいてるのですか？

ななち

垂直抗力や摩擦力などの接触している面に働く力は、2つの物体に同じ大きさで違う向きに力が働きます(作用反作用の法則)
例えばあなたが壁を押したら、押したのと同じ大きさで逆向きに自分は力を受けますよね

本問の場合は箱に加わった垂直抗力の反作用が板に加わってます

tkhsre

だからなんですね！ちなみに、作用反作用は静止してるときにも働きますよね？

ななち

働きますよ

tkhsre

そうなんですね。ありがとうございます！