運動方程式 ③
物理基礎
次の文中の空欄にあてはまる式を記せ。
図のような水平の床に置かれた質量M(kg)
の板の一端に,質量m 〔kg)の物体をのせる。
物体 m
M
板
F
床
このとき,板と物体との間の静止摩擦係数をμとする。 床と板との間の摩擦
(1) 板を水平右向きに大きさ F〔N〕の力で引く際,力Fや板と物体間の摩擦
は無視できるものとする。 重力加速度の大きさをg 〔m/s2〕 とする。
力の大きさにより,板上の物体がすべることがある。 いま、力Fが十分に
小さい場合を考える。このとき,力Fが作用した瞬間に物体は板上をすべ
ることなく,板と一体となって動いた。このときの板の加速度の大きさを,
F, M, m を用いて表すとア(m/s)であり, 板と物体との間の摩擦力
の大きさを,F, M, m を用いて表すとM)〔N〕である。
(2) 力Fがある大きさF を超えていれば,力を加えた瞬間に物体は板の上
をすべり始める。 力Fで板を引いた場合,板と物体との間の摩擦力は最
大摩擦力となる。この力の大きさを,m,g,μを用いて表すと 〔N〕
となり,力Fの大きさを,M,m,g,μを用いて表すと) 〔N〕 となる。