58 第1編 運動とエネルギー
68. 動く板上での物体の運動
図に示すように水平で
なめらかな床の上に質量2mの板状の物体Aをおき, さらに,A
の上に質量mの物体Bをのせる。 AとBとの間には摩擦があり,
床
静止摩擦係数をμ,動摩擦係数を μ′ とする。Aにひもを取りつけ, 水平な力を図の右向きに加えて引っ張り続け
るときの A,B の運動を考える。重力加速度の大きさをgとし,右向きを正とする。また、床やAの水平方向の
長さは十分長いとして,次の問いに答えよ。
(1) 加える力の大きさが一定でFであるとき, BはAの上ですべらずに, A,Bは一体となって運動した。ただし,
A, B は静かに動きはじめたとする。
(a) A, B の加速度の大きさを求めよ。
(b) AとBとの間にはたらいている摩擦力の大きさを求めよ。
(2) 加える力の大きさFをゆっくり増加させると, AとBとの間ですべりが生じ, A, B は別々に運動を始めた。
A,Bが別々に運動を始める瞬間のFの値F を求めよ。
(3) F を F より大きい一定値に保って, A を水平右向きに引っ張り続けた。
(a) B が A から受ける動摩擦力の大きさと向きを求めよ。
(b) A,B の加速度の大きさを求めよ。
B
リード C
ひも
F
〔福井 大西