💡 ヒント:重心の運動(人が板の上を歩く)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

なめらかな床の上に板が置かれ、その上を人が歩きます。外力(水平方向)がゼロなので系の合計運動量は 0 のまま。最初に静止していたなら、系の重心は動かない

イメージは「ボートの上で人が前に歩くと、ボートが後ろにずれる。船と人を合わせた重心の場所はそのまま」。

✏️ 求めるもの

(1) 人が板上を距離 \(L\) 歩いたときの板の床に対する移動距離 \(d\)、(2) 系の重心の動きの性質(動くか、止まったままか)。

🔬 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. 変数の設定:地面から見た人の移動距離 \(\Delta x_人\)、板の移動距離 \(\Delta x_板\)(向きは符号で)
  2. 重心不動の式:\(m\,\Delta x_人 + M\,\Delta x_板 = 0\)
  3. 板から見た歩いた距離:\(\Delta x_人 - \Delta x_板 = L\)
  4. 連立して解く:板の移動距離 \(\Delta x_板 = -\dfrac{m L}{m + M}\)(マイナスは逆向き)
注意

「人が \(L\) 歩く」が、地面から見て \(L\) 動くのか、板から見て \(L\) 動くのかで式が変わる。問題文をしっかり読み、必要なら相対変位の式を立てましょう。