4-2 運動方程式の立てかた 115 質量 m F A 3 BINDING PLA-CLIP ref: 3255-464 4th 〈問4-2 滑らかな床の上に、質量が無視できる糸でつながれた質量mの物体Aと質量3 の物体Bがあり、右ページ上図のように, 物体Aを力Fで引っ張っている。物体A Bの加速度をα 糸の張力をTとして、 以下の問いに答えよ。 ただし、右向きを ステ 正とする。 41 物体Aに関する運動方程式を立てよ。 2) 物体Bに関する運動方程式を立てよ。 3)αをFとm で表せ。 2物体の運動を扱う問題です。 まずは着目する物体をAとして, 運動方程式を立て、 その後、 着目する物体をBに変えましょう。 解きかた (1) まず、物体Aにはたらく力を図示しましょう。 問4-2 a 質量 3m B 物体Aにはたらくカ 物体の加 物体Aにはたらく力は、重力,垂直抗力, F,張力Tですね。 運動方向の力は,力Fと張力Tですから, 右向きを正とするとき 物体Aの運動方程式: F-T = ma・・・ 注目する物体が 受ける力」のみで判断 正 T F (2) 物体Bにはたらく力は、重力、垂直抗力, 張力Tですから,同様に考えて 物体Bの運動方程式: T=3ma・・・ 答 NAmg ここで注目すべきは,物体Bの運動方程式には,力Fが出てきていないことです。 物体Aが力Fで引っ張られているからといって, 物体Bも力Fで引っ張られてい るわけではなく、物体Bはあくまで張力Tで引っ張られているのです。 「物体Bも力Fで引っ張られてそうだな」という思い込みは禁物です。 着目した物体にはたらく力を1つ1つ図示し, それをもとに運動方程式を立てる, これを徹底してくださいね。 人 にする 同 <解きかた (3) 立てた運動方程式を見ると, αをFとで表すには、Tを消す必要があり ます。 そこで、2つの運動方程式をそれぞれ足し合わせると 物体B にはたらく 正 NB T F=4ma F これより a= 4m では,もう一問やってみましょう。 この問題で、 着目する物体を決める重要性がわかったのではないでしょうか。 D = 1-7 3mg 物体Bに力がはたらいていると 思った人は要注意じゃ はたらく力を図示するステップを踏めば、 間違いは減るぞい W!! Aは糸からも 引っ張られておるぞ 4 物体Bには Fははたらいて いないんだね