- ベストアンサー
このfというのは
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
作用・反作用の法則は 「AがBに及ぼす力とBがAに及ぼす力は逆向きで同じ大きさ」 という内容です。 それに対して、「力が釣り合っている」というのは 「ある１つの物体に着目して、その物体が受ける力をすべて加えるとゼロになる」 という状態です。 作用・反作用の法則で述べられる２つの力は 「一方は物体Aが受ける力、もう一方は物体Bが受ける力」 であり対象物が異なるため、釣り合っているとは表現しません。
関連するQ&A
- 運動方程式 入試問題?
水平面上に置かれた質量Mの箱Qの中に質量mの小物体Pを入れ、静止状態から箱に外力Fを水平右向きに加えて運動させる。PとQの間の静止摩擦係数をμ0、動摩擦係数をμとし、Qと水平面の間の動摩擦係数もμとする。重力加速度をgとする。 まず、F=F0のとき、P,Qは一体となって運動した。 (1)加速度を求めよ。 a=F0/(m+M)-μg (2)PがQから受ける摩擦力の大きさfを求めよ。 f=ma=m(F0/(m+M)-μg) 添付画像のように考えると、作用・反作用よりμR=μ(m+M)gになってしまいます。 それともμ(m+M)g+μmg？（μmgも作用・反作用） どちらも違いますが、とにかく答えに導くことができません。
- ベストアンサー
- 物理学
- F=kxに関する疑問
バネ定数kのバネを外力Foで引っ張った時の変位xを数式で表すと， Fo=kx （１） ですよね．外力Fの向きと変位xの向きは同じなので，左辺と右辺は同じ符号になっていると思います． 一方で力のつり合いの式を考えます．例えば，壁を力Faで押したとき，Faと反対向きに反作用の力Fbが働きますよね．この関係を力のつり合いの式で表すと， Fa=Fb （２） ですよね． 式（２）からいえることは，左辺と右辺では力のベクトルが互いに逆であることだと思います．つまり，力のつり合いの式では，左辺と右辺の力の大きさは同じであるが，その向きは互いに逆ということですよね． ここで，話を元に戻して，バネ定数kのバネを外力Foで引っ張って，xの変位が生じた時を考えます．このとき，バネには復元力が働いているので，復元力をFkとおくと，Fkは Fk＝-kx （３） となりますよね．復元力Fkはx変位した方向の逆向きに働くので，両辺の符号は互いに逆であっていますよね． ところで，外力Foとバネの復元力Fkの関係は，力のつり合いの式より Fo=Fk （４） ですよね．ここで式（３）を式（４）に代入すると， Fo=-kx （５） となってしまい，式（１）と異なります．なぜでしょうか？？この考え方のどこが間違っているのでしょうか？
- ベストアンサー
- 科学
- 運動量保存の法則の成立のポイント
こんにちは、いつも勉強させてもらっています。 不明瞭なタイトルですみません。物理の問題で、運動量保存の法則が使えるか否かを判断するのに、こういう考えではどうかという私の考えを添削・確認頂きたく質問投稿いたしました。どうか宜しくお願いします。 運動量保存の法則が成り立つか否かは、「外力がその系に働いているか否か」、で決まるということをよく習いました。しかし、その外力としてどういうものが含まれるのかが、よく疑問に挙がります。たとえば、重力、たとえば、摩擦力などがよく質問にあがるのではないかと思います。 外力という考えを持ち込むよりも、 運動量保存の法則を当てはめたい物体の『質量・速度の変化が観測できること』がポイントではないかと思いました。運動量保存の法則は、作用反作用の法則から導かれる訳ですが、作用、反作用の力を受けた物体の質量が分からなければなりません。たとえば、質量m1の物体Aが速度vで地面にたたきつけられた場合、一般に運動量保存の法則は使えません。物体Aは地面（地球）から力を受け、地球も物体Aから同じ大きさの力を受けます。しかし、地球の質量も速度の変化を測定するのは「現実的には」不可能なので、運動量保存の法則は使えない、ということではないかと思っています。 また、キャスター付きのテーブル（質量m2）上で物体Aを速度vで滑らせると、摩擦力で速度が減速します。しかし、同じ大きさの摩擦力がテーブルにもかかるため、運動量保存の法則は適用できます。この場合、摩擦力は、いわゆる「外力」に含まれません。一方で、テーブルが地面に固定されている場合は運動量保存の法則は適用できません。テーブルに同等の摩擦力が働きますが、テーブルは地球に固定されており、地球の速度の変化を知ることはできないため、運動量保存の法則は使えません。この際、摩擦力は、運動量保存則を成り立たせないいわゆる「外力」になるかと思います。 重力はほとんどの場合「外力」として定義されますが、ある物体に地球からの万有引力が働いている場合、その物体もわずかながら地球に引力を及ぼし、作用・反作用が成り立ち、地球の質量・速度の変化がわかれば、運動量保存則を使えると思います（あくまで地球の質量・速度の変化がわかればだと思います）。 このように、運動量保存の法則が使えるか、使えないかを考える際、いわゆる「系に外力が働いているかどうか」という少々理解しにくい言葉よりも、「対象としている物体（たとえば、衝突の相手）についてその質量・速度の変化を観測できるかどうか」、と考えるのはどうかと思いました。もっと極端に言いますと、「作用の相手が地球かどうか（相手が地球、もしくは地球に固定されたものなら、運動量保存の法則適用不可）」、と考えるのはどうかと思いました。 以上ですが、皆さんにとって当たり前のことを申し上げているのかもしれないと心配しておりますが、 物理の諸問題を解く際のヒント、シンプルな考え方として、どうかと思いました。 もしかしたら、間違ったことを言っているかもしれないという心配もしており、どうか添削、訂正を 頂ければと思います。 宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 質点の運動の表し方について
ニュートンの３法則で 第1法則（慣性の法則） 第2法則（運動の法則）F=d/dt・v 第3法則（作用反作用の法則）二つの物体が互いに力を及ぼし合うとき二つの力は同一直線状にあり大きさが等しく向きが反対である。 と習ったのですが、簡単化のためか二つの物体を取り上げ、さらには外力がない場合のみを考えて書いてあります。 粒子がＮ個あったときはどのように表されるのでしょうか？（外力は無しで） また、2つの物体の場合ででいいのですが、外力が加わったときはどのようにに表されるのでしょうか？ とても興味があり、いろいろと考えていたのですが、よくわかりません。 どなたか教えてください。 宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 慣性力について
水平な床の上に質量０．４０Kgの物体と質量０．６０Kgの板が重ねておいてある。（物体が上です。）床と板の間には摩擦がなく、板と物体との間の静止摩擦係数は０．５０、動摩擦係数は０．２５である。 板に加える水平方向の力Fを次第に、大きくしていったところ、ある大きさFoをこえた時、物体は板の上を滑り出した。Foの値はいくらか。 という問題なのですが、加速度をaとして、物体、板の運動方程式をたてて考えると解けるのですが、慣性力を使って解く事は出来ないのでしょうか。板にFoの力を加えたのだから、物体には、（Fo－最大静止摩擦力）が慣性力として働くと考えることです。 しかし、こうすると答えがうまくでません。この考え方のどこがおかしいのでしょうか。それを教えていただけるとありがたいです。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 高校・運動方程式の問題です。
次の問題がよくわかりません。まず問題と自分なりの解答をごらんください。 （問題） 粗い床の上に質量5kgの平行平面板Aが置いてあり、 その上に質量3kgの物体Bが置いてある。板Aに水平な力Fを加え、 この力の大きさを大きくしていくと、F=F1でAとBは一体となって 面上を滑り始めた。さらにFを大きくしていくと、F=F2でBは板Aに対して滑り始めた。 水平面とAとの間の静止摩擦係数は0.2,動摩擦係数は0.1, AとBとの間の静止摩擦係数は0.5,動摩擦係数は0.3,重力加速度は9.8[m/s^2] として、次の問いの答えよ。 （１）AとBが一体になって滑り始めるときの力の大きさF1はいくらか？ （解答） 滑り始める瞬間、Aと床の間の摩擦力は限界に達しているので、μN(0.2)×(8×g)＝15.68である。 このとき、 加速度をa,BがAに及ぼす静止摩擦力をfとして、 Aの水平方向の運動方程式は、 5a=F-f-15.68・・・・(X) Bの水平方向の運動方程式は、 3a=f・・・(Y) ここで、AもBも動いていないので a=0. よって(Y)式より、f=0. よって(X)式は、 0=F-15.68となる。 よって、F=15.68 ここで、Aが動こうとしているとき、Aと"床"の間には静止摩擦力が働くのになぜAと"B"の間に働く摩擦力は0になってしまうのでしょうか？ Aが動こうとしているのだからどっちにも静止摩擦力が働いてもよさそうな気はします。式的には確かにそうなるのですが感覚的に納得できないです。 どなたか １．まずこの解法はあっているのか？ ２．なぜ床とAの間には働く摩擦力が働きAとBの間の摩擦力は働かないのか を教えていただけるとありがたいです。
- ベストアンサー
- 物理学
- 静止摩擦力と引く力のつりあい
初歩的な質問で申し訳ありません。 物体を引く力Fと、その物体と床の間に働く静止摩擦力fは、同一作用線上にないにもかかわらず、なぜ同じ大きさで釣り合うのでしょうか？（静止摩擦力が最大摩擦力でないとき） ご回答よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 摩擦力
「角度θのなめらかな斜面に、糸が付けられた質量Ｍの物体Ａを置き、その上に質量mの物体Ｂをのせた。Ａ，Ｂ間には摩擦があり、その静止摩擦係数をμとする。」 (1)Ａ，Ｂを斜面上で静かに静止させた。このとき、μの満たすべき条件はμ≧tanθで、糸を大きさ（）で引く必要がある。 という問題で、解答では 静止摩擦力をＦ、最大摩擦力をＦ0とする。 （Ａに働く斜面に平行な方向の力の釣り合いより） Ｔ＝Ｆ－Ｍｇsinθ という風に式が立っていたのですが、 最大摩擦力はぎりぎり動かない時だから Ｔ＝Ｆ0－Ｍｇsinθでも良い気がするのですが、なんでダメなのでしょうか？ もしかして、Ｔ＝Ｆ0－ＭｇsinθというのはＢが動く瞬間の時のＴだからＡ、Ｂの間に全く摩擦が生じないようにするＴ＝Ｆ－Ｍｇsinθとは違う事、ということでしょうか？
- 締切済み
- 物理学
