💡 ヒント:基本問題74 2物体の運動(接触)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

水平面上で接触した2物体 A・B を、A を外力 \(F\) で押す。一体となって同じ加速度で動くので、まず全体の運動方程式 \((m_A + m_B)a = F\) で加速度 \(a\) を求める。次にB だけの運動方程式 \(m_B a = f\) から接触力 \(f\) を求める。

イメージは「ショッピングカートを2台連結して押す」。前のカートにかかる外力で全体が動き、後ろのカートには前から伝わる力(接触力)だけがはたらく。

✏️ 求めるもの

(1) 全体の加速度 \(a\)、(2) A が B を押す接触力 \(f\)

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 全体で加速度を求める:\(a = \dfrac{F}{m_A + m_B}\)
  2. B だけに着目:B にはたらく力は接触力 \(f\) のみなので \(f = m_B a\)
  3. 結果:\(f = \dfrac{m_B}{m_A + m_B} F\)(外力を質量比で割り当て)
  4. 検算:A の式 \(m_A a = F - f\) で同じ \(a\) になるか確認
注意

接触力 \(f\) はB にはたらく力。A には反作用として同じ大きさの \(f\)(左向き)がはたらく。「A が B を押す」と「B が A を押し返す」は別の物体にはたらく力なので、つりあいの式に書くと間違える。