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受験物理の問題で質問です。

摩擦のある水平面に質量2mの物体Aを置き、その上に質量mの物体Bを置いた。また、物体Aと物体Cを伸び縮みしない糸で繋ぎ、その糸を滑らかな滑車にかけ、物体Aを水平に引くようにする。ここで、重力加速度をg、物体Aと水平面間の静止摩擦係数をμ1、動摩擦係数をμ2、物体Aと物体B間の静止摩擦係数をμ3、動摩擦係数をμ4とする。 (1)物体Aの床に対する加速度の大きさは? (2)そのときの物体Bに働く摩擦力の大きさは? (3)さらに物体Cの質量を少しずつ大きくしながら同様の実験を繰り返したとき、物体Bが物体Aの上を滑り始めるのは物体Cの質量がいくらを超えたときか? (4)Bが滑り出した後のBの床に対する加速度の大きさは? という問題の解き方が全く分かりません。答えは自分の中では出ているのですが、選択肢と会いません。どのように解けば答えが出るのか教えて下さい。 出来るだけ詳しくお願いします…。

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  • ベストアンサー
  • 回答No.3
  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)

(3)で、物体Cの質量を大きくしていくと物体BがAの上を滑るとあるので、(1)と(2)の 時点では物体AとBは一体ものとして運動するのでしょうね。そのうえで (1)と(2) それぞれの物体に働く力(水平方向のみ)を列挙して、運動方程式を作りましょう。 簡単なところから挙げていくと、 物体C:重力と糸の張力(Tとでもおきましょうか) 物体B:物体Aとの間に働く静止摩擦力 物体A:糸の張力、水平面との間に働く動摩擦力、物体Bとの間に働く静止摩擦力 これらの力をそれぞれの質量で割ると加速度が出ます。物体AとBが一体であり、 糸が伸び縮みしないので、三つの物体の加速度は等しくなるのではないでしょうか。 (3)と(4) 式としては上記と似ています。力を列挙すると、 物体C:重力と糸の張力 物体B:物体Aとの間に働く動摩擦力 物体A:糸の張力、水平面との間に働く動摩擦力、物体Bとの間に働く動摩擦力 であり、 物体AとCの加速度は同じ 物体Aの加速度は物体Bの加速度よりも大きい というところです。これらを式にすればいいのではないかと思います。

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質問者からのお礼

ありがとうございました。運動方程式の立て方を言葉で教えていたので、答えだけを聞くよりずっと勉強になりました。ようやくちゃんとそれらしき答えを導き出すことができました!

その他の回答 (2)

  • 回答No.2
  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)

確認なのですが、問題文は正確に書き写せていますか?

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質問者からの補足

すみません。もう1度確認してみたら、物体cの質量を書いていませんでした。cの質量は3mです。その他は 問題文はほとんど変えていません。ご指摘ありがとうございます!

  • 回答No.1
  • f272
  • ベストアンサー率46% (5881/12749)

「答えは自分の中では出ているのですが」というのなら,それを開示して誤りはどこにあるかを聞いたほうがよい。

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質問者からの補足

確かにそうですね。私が考えた答えは 1.g(1-μ2) 2.mg(1-μ2) 3.3m(μ3+μ2) ですが、いずれも選択肢の中にありません。問題の詳しい解説をお願いします。

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