高校物理力学です。なぜ人は力Fを受けないのですか？

PLA-CLIP ref: 3255464 Live か <問4-3 右ページ上図のように、滑らかな床の上に質量Mの物体があり、その上に 物体と人の加速度をα 物体と人の間にはたらく摩擦力を手とし、以下の問いに の人が乗っている。 物体に力Fを加えると, 物体と人は一体となり動き出した。 えよ。ただし、右向きを正とする。 人に関する運動方程式を立てよ。 物体に関する運動方程式を立てよ。 <解きかた (1) 「人が動き出した」ということは、人には運動方向への力がはたらいて ます。 人には、重力と垂直抗力がはたらきますが、これらは運動方向の 力ではありません。 人が接触しているのは, 物体だけです。 したがって,人は物体から, 運動方向への力を受けているはずです。 その力は摩擦力です。よって 「人に関する運動方程式 : f = ma･･･ 答 離れた場所にはたらく力Fが,人にはたらいているということはありません。 摩擦力が人を引っ張っているというイメージは, 湧きづらいと思いますが, 人にはたらく力を1つ1つかき出していけば,そのことに気づくはずです。 着目物体にはたらく重力と接触力をかき出す作業を, しっかり行いましょう ここでも 「人にも力Fがはたらくのだろう」という勝手な想像は厳禁です。 ※右ページ真ん中の図では、わかりやすく説明するため,鉛直方向の力はかいていません。 <解きかた (2) 物体は人と接触していますから、人から力を受けます。 人は、物体から垂直抗力と摩擦力を受けました。 した 物です。 ここで、作用・反作用の法則を思い出してください。方式を立てる 人が,物体から垂直抗力と摩擦力を受けたということは, 物体は、人から垂直抗力と摩擦力の反作用を受けます。 その力は、人が受けた力と、 同じ大きさで逆向きですから、物体に はたらく力を図示すると, 右ページ真ん中の図のようになります。 したがって gra 問4-3 質量 m 4-2 運動方程式の立てかた 117 質量 M F 「人にはたらくカ f=ma ちなみに, 鉛直方向の 力のつり合いより N=mg 物体にはたらく力 F-f=Ma ちなみに,鉛直方向の 力のつり合いより N'=N+Mg=mg+Mg= (m+M)g 立 摩擦力に 作用反作用の法則 そして運動方程式・・・ 今までの知識を 総動員しなきゃ・・・ 運動方向の力み 考える 4 9835 C 作用・反作用 F 忘れてしまった人や あやふやな人は 確認しておかねばな TJA 1863 物体に関する運動方程式: F-f=Ma・・・ 摩擦力の反作用も受けるというのが、この問題のポイントです。 着目物体を変えたときは、作用・反作用の法則で力を見つけるのでした。 この力は見落としがちなので 間違えた人は2-3を確認しておきましょう。 ここまでやったら 別冊 P. 17~

大至急です！！！！！！！！！！！！！！ 物理の実験なんですけど、この実験から何がわかって何を伝えればいいのかわかりません。助けてください！ 3枚目の紙をまとめて提出します！

課題の背景 「物理基礎」 1学期力学分野 パフォーマンス(レポート) 課題 力学は, 物体にはたらく力に着目することによって, 現実に起こる現象を解明・予測する学問で す。一見すると予想と反する現象が観測されたとしても, 物体にはたらく力に基づいて注意深く考 察すると,一貫した原理・原則に従って現象が生じていることを確認できます。 また, 力学の考え 方 力のつりあいや作用・反作用の法則等) を用いると, 物体が静止するという何の変哲もない現 象から, 物体が持つ固有の性質(質量,体積,密度など) を知ることができるのです。 課題 右図に示すように, 台はかりの上に水の入ったビーカーを乗せて, ばねは かりに取り付けられた糸に物体をつるして水中に完全に沈めます。 このと き物体を沈める前と後の台はかりの示す値とばねはかりが示す値をそれぞ れ測定します。 上述の実験を同じ質量 (約115 ~ 120g 程度とする) で異なる 体積を持つ球形の物体 A, B, C (A: 直径4cmの球, B: 直径5cm の球, C:直径 6cmの球) の場合で行います。 ばねはかり 異なる体積の物体を沈めたときの測定結果から, 台はかりが示す値の変化 の規則性について、 以下の点に注意を払いつつ, 分かりやすくまとめてみま しょう。 必要であれば, 水の密度を1.0g/cm3として考えても良いです。 (1) 実験手順を簡潔に示して, 実験によって得られた測定値を正確に, 整理して表にまとめる。 (2) 台ばかりの値の変化の規則性について, 力のつりあいや作用・反作用の法則に基づいて解釈し て,分かりやすくまとめる。 台はかり 本課題を踏まえた発展的内容 上記の実験で見出された法則を活用して, 右図のような複雑な形状を持つ未 知の物体Xの密度 (水の密度よりも大きい) を測定する簡潔な方法を提案し てください。 また, 水の密度よりも小さい物体の密度を測定するにはどのよう にすれば良いでしょうか。 ■本課題における評価ポイント 課題レポートでは,科学的な思考/表現プロセスの全体が評価対象になるので、他の人にも伝わる ように,自分の考え方を, 言葉 数式・図表などを用いながら、 分かりやすく説明してください。 なお,本課題では考察部分の記述から主に次の点について評価します(ルーブリックを参照)。 力のつりあいと作用・反作用の法則を適切に使いこなしている。 • 台はかりが示す値の変化について, ばねはかりの値と関連づけるなど, 実験結果に基づいて科 学的に妥当性の高い考察を提示している。 • 各物体にはたらく力の矢印の作図をするなど, 図表や言葉数式などを用いて, 分かりやすく 書かれている。

最後の問題は板について運動方程式を立てて解けないのですか？

15 基 天井から糸yでつるされた定滑車に糸α をか け, 左には質量mの物体Aを,右には質量mの板 をつるす。 Aと床の間を糸β で結び, 板上に質量 M の物体Bを置く。 滑車は滑らかで質量は無視でき, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 糸α,β,yの張力はそれぞれいくらか。 a a A (2) 糸β を切ると、 全体が動き出した。 m 糸 B (ア) Aの加速度はいくらか。 また, Aが距離んだ B け上がるのにかかる時間はいくらか。 TITTZ DAM 板m

Bに働く力で、なぜ摩擦力がそっちの向きなのかがわかりません。(左向きの力もそもそもないのに) 次に、Aの方で、Bの摩擦力が逆向きで書いてあるのはなんでなんですか？(関係ないのではないでしょうか)

[18] 図のように, 水平でなめらかな床上に置かれた板 A (質量ma [kg]) の上面に, 物体B(質量mg 〔kg) がのっ ている。 Aに大きさ F[N] の水平な力を, 図のように 右向きに加え続けたところ, BがAの上面ですべりな がら,A,Bともに運動した。 AとBとの間の動摩擦 ・正の向き B 係数をμ', 重力加速度の大きさを g [m/s2] とし, 図の右向きを正とする。 (1)Bにはたらく摩擦力の向きを答えよ。 (2)B の床に対する加速度 αB 〔m/s2] を求めよ。 (3) A の床に対する加速度 α 〔m/s2] を求めよ。 F-μ'mg 解答 (1) 正の向き (右向き) (2) μ'g [m/s2] (3) [m/s2] MA (解説) 正の 4B 向き 正の Aが床面から受ける垂直抗力の大きさを NA 〔N〕, BがAから受ける垂直抗力の大きさを NB[N] とす る。BにはたらくNBとAにはたらく NB は,作用 反作用の法則より, 大きさは等しく向きは反対であ る。AとBの間の動摩擦力の大きさはμ'NB[N] で ある。 B にはたらくμ'NBとAにはたらくμ'NB と は、作用反作用の法則より, 大きさは等しく向きは 反対である。 (1) Aは運動を妨げる向き, つまり負の向き (左向 き) に動摩擦力を受ける。 よって, Bはそれとは 反対向き, つまり正の向き (右向き) に動摩擦力 を受ける (2)Bにはたらく力について考える。 水平方向の運 Bにはたらく力 B NR m Bg Aにはたらく力 μ'N NBmag 動方程式は mBaB=μ'NB ...... ① 鉛直方向の力のつりあいより NB-mbg=0 ....... 2 A の水平方向の運動方程式は max=F-μ'NB ②式より NB=mgg これを①式に代入して mag=μ'meg

答えはイです。理由を教えてください🙇‍♀️ ２つのちからの大きさが等しいとなると、つり合っていて台車は動かないということですか？

Sさんは, 台車が水平面上で行う運動について調べるため、 次の実験を行いました。 これに関 して, あとの (1)~(3)の問いに答えなさい。 ただし, 水平面と台車との間の摩擦や空気の抵抗につ いては考えないものとします。 実験 ① 水平面上に台車と1秒間に50打点する記録タイマーを置き, テープを記録タイマ ーに通したあと, テープの先を台車の後部にはりつけた。 ② 記録タイマーのスイッチを入れ, 図1のように、指で台車をポンと押したところ, 台車は水平面上をまっすぐに運動し, テープには台車の運動のようすが記録された。 ③②で台車の運動を記録したテープについて, 最初のはっきりとわかる打点を基準 の打点として,その打点から5, 10 15, 20打点目までの長さをはかった。 図2は、③の結果をグラフに表したものである。 図 1 記録タイマー テープ 水平面 台車 図2 基準の打点からの長さ 〔cm〕 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 基準からの打点数〔打点〕 (1) 実験②で, 指で台車を押した際, 指が台車に加える力を F1, 台車が指におよぼす力をF2と すると,FとF2の関係を説明した文として最も適当なものを、次のア~エのうちから一つ選び, その符号を書きなさい。 なさい。 ア FiとF2の大きさは等しく, 向きは同じである。 イ F1とF2の大きさは等しく, 向きは逆向きである。 ウ F1とF2の大きさは異なり, 向きは同じである。 エFとF2の大きさは異なり, 向きは逆向きである。

2枚めが回答なのですが、ピンクで色をつけた部分の静止摩擦力が等しくなる理由は何ですか？

3 図4のように, 水平でなめらかな床面上に, 上面があらくて水平な板 A を置き、その上面に物体Bをのせて静止させた。 A の質量をM, B の質量 をm(M> m) とする。 いま, A に水平右向きに一定の大きさの力を加え 続けると同時に, B に水平左向きに一定の大きさ F2の力を加え続けると, BはAの上面をすべることなく, AとBは一体となって水平右向きに等加 速度直線運動をした。 このとき, AとBの間にはたらいている摩擦力の大 きさを表す式として正しいものを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 ① 床面 mFi+MF2 M \MF2-mFil M+m (2) (5) F2 B m 4 \MF2-mFil M mF+MF2 TM-ml AM (3) Fi mF+MF 2 M+m \MF2-mFil M-m

なぜ、慣性力がはたらくんですか？💦

<発展例題 64 単振り子と見かけの重力 図のように,鉛直上向きに一定の大きさαの加速度で上昇する エレベーターの天井に、糸の長さもおもりの質量mの単振り子を つるした。この単振り子を小さく振動させたときの周期を求めよ。 重力加速度の大きさをgとする。 [T g' = 2π 5.61 考え方 おもりにはたらく重力と慣性力の合力が, エレベーター内の見かけの重力となる。 解答 エレベーター内の観測者から見ると,おもりには重力,糸の張力張力 慣性力(鉛直下向き)がはたらき, 重力と慣性力の合力が見かけの重力と なる。見かけの重力加速度の大きさを g' とすると,も mg′=mg+ma よって, g′=g+a したがって, 単振り子の周期Tは,T=2 1 g+a m 2 a THY 慣性力 ma 重力 mg a

N＝の方途中式がわからないです。教えてください

例題2 運動の法則 (接触する2物体の運動) 図のように, なめらかな水平面上に置かれた, 質量 M [kg] の物体Aと質量 m[kg]の物体Bがある。 物体Aの左端を水 平方向に F [N] の力で押した。 物体Aに生じる加速度の大 きさと,物体Aが物体Bに及ぼす力の大きさを求めよ。 【解法】 物体Aの左端をFの力で押すと, 物体Aは物体B を押すことになる。 物体Aが物体Bを押す力の大きさを N [N] とすれば,作用・反作用の法則より, 物体Bは物体A を大きさNの力で押し返すことになる。 物体Aと物体Bは どちらも鉛直方向には動かないので,鉛直方向の力の合力は 0 である。 物体Aに生じる加速度の大きさを a [m/s2] とす れば,物体Bも加速度 αで運動する。 物体Aの運動方程式は, Ma= (OF-N) 物体Bの運動方程式は, ma=N となるので,この2式より, 10 a= mth M= mF mth A VERY A bl M 垂直抗力 a B m 垂直抗力 Im NN 重力 重力 200 B2のおきらめ るからか y

④なんでこうなるか教えて欲しいです🙇‍♀️

解 157 万有引力の法則 質量mの惑星が, 太陽の周りを半径角速度で等速円運動 をしているとする。 次の を埋めよ。 この惑星が太陽から受けている向心力の大きさをFとすると, 円運動の運動方程式 より F=① と表される。 また,この円運動の周期をTとすると,T= ② であ り ケプラーの第3法則より, kを一定値として,T,rの間には, ③ =kの関係が ある。したがって,m, k, r を用いてF を表すと, F=4 となり,mに比例し の2乗に反比例することがわかる。 ここで、 作用・反作用の法則から, 惑星が太陽に引 かれる力と同じ大きさの, 太陽が惑星に引かれる力もあるはずであり,これは太陽の質 4772² 量Mにも比例していると考えられる。 そこで, =GM とおくと, F= ⑤ となる。 k ニュートンは、 太陽と惑星との間に限らず, あらゆる2つの物体の間には⑤で表さ れる引力がはたらくと考え、この力を万有引力とよんだ。 センサー 45

①Aが右方向に動いたらなぜ、動摩擦力μNが左方向に動くのですか？ ②なぜ、作用反作用の法則を使うのですか？

図4-14のようになめらかな水平 面上に質量Mの台車が静止して いる。台車の上面は水平で, その上に質 量mの小物体が速度ですべり込んで きた。 小物体は台車の上面から動摩擦力 を受けて減速し、 逆に台車は小物体から 動摩擦力を受けて動きはじめた。やがて 時間のあと、小物体と台車は一体とな って,速度Vで等速度運動するようになった。 小物体と台車との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさを して、以下の問に答えよ。 (1) 時間を求めよ。 (2) 速度Vを求めよ。 2 橋元流で 解く! この問題は典型的な入試問題ですね。 正しく問題文を理解する ことがポイントとなってきます。 ここで「物理はイメージ」だということを思い出してくださ い。たんなる図や絵じゃなくて, 「そこでどんなことが起こっているか」 をイメージできることがポイントとなります。 「ああ、こういうことにな ってこんなことが起こったんだ･･･」という具合にね。 問題文で、「やがて時間Tのあと, 小物体と台車は一体となって、速度 Vで等速度運動するようになった」とありますが、なぜ一体となったので しょうか? イメージをする練習を しましょう。 準備 図4-15 (a)のように台車 Bとその上に小物体Aがあります。 台車Bは静止しています。 小物体A が速度ですべり込んできたとしま す。 ここでどんなことが起こるで しょうか? m 静止 小物体と台車が一体となる m M M Vo 図4-15 (a) B