物理〈1つの物体系と考える〉とは?

下のように小球と台を1つの物体系として考えるとありますが、どういった時に1つの物体系として考えればいいのでしょうか?

No.3 ベストアンサー 回答者： finalbento 回答日時： 2021/10/03 14:29

どう言った時に一つの物体系としてかんがえればいいか……一言で言えば「そう考えた方が便利な時」と言う事になります。

一つの物体系かどうかと言うのは「全知全能なる神様がお決めになられた変更できない絶対的なもの」などと言ったものではなく、こちらの都合で勝手に決めてしまって構いません。


例えば車の中でハエが飛んでいる場合で言うと、ハエが車内でどんな動きをしているかを考える場合には当然ハエと車体は別々の物体と考えます。ところがその車自体がどんな走り方をしているかを考える場合には、車体の動きとハエの動きを別々に考えたりしたら面倒くさいだけなので「ハエは座席に座ってシートベルトをしっかり締めている」みたいに考えた方がずっと簡単です(さらに言えば、ハエ程度の小さなものは無視して差し支えないでしょう)。このように一つの物体系かどうかは「自分の都合で」「勝手に」「好きなように」決めてしまって構いません。

この回答へのお礼

わかりやすい具体例を挙げて説明してくださってありがとうございます

お礼日時：2021/10/04 22:58

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/10/09 08:35

物理的に保存則などが適用できるグループを選ぶと便利ですね。

この問題の場合
①台と小球は外部から水平方向の力を受けない
→台と小球の水平方向の運動量は保存する。
②台と小球に対して外部から外力が重力以外仕事をしない
→台と小球の力学的エネルギ―は保存する

この回答へのお礼

簡潔に教えていただいてありがとうございます。理解できました！

お礼日時：2021/10/15 20:20

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2021/10/02 23:09

単に「ひとまとめとして考える」ということです。

たとえば、
「あなたと友人Aの間の、借金の返済に係わる争い」
があったときには、「あなたと友人A」を「一つの系」として考えますよね。
別々に考えたら「争い」にならないし、関係のない B さんや先生を巻き込むとかえって厄介です。
なので、そのときには「あなたと友人Aを一つの系として考え、問題の原因や解決策を探る」ことをするわけです。

物理の場合にも、「小球」と「台」は互いに押したり衝突したりするので、バラバラに考えては答えが出ないし、かといって「床」「地球」さらには「月や太陽」まで取り込んだら議論が大変すぎます。
ということで、「小球」と「台」の両方を考え、かつそれ以外は「関係なし」として考慮しない、というのが「小球と台を1つの物体系として考える」ということです。

この回答へのお礼

理解できました！ありがとうございました

お礼日時：2021/10/15 20:21

No.1 回答者： chiha2525 回答日時： 2021/10/02 20:27

例えば（あまり良い例えじゃないかもしれませんが）、あなたがクルマにのっていて、中で前後に体を動かした（ゆすった）とします。

あなたが体をクルマの前方に移動させれば、反作用でクルマは（ほんの少しですが）後ろに移動します、あなたが体を後方に移動させればクルマは前方に。しかし、そのクルマを外から見ている人にとっては、あなたとクルマが一体となって移動している（”あなたとクルマ”の重心は、あなたの動きに左右されない）わけで、総和は０、あなたの動きは無視できる、ってことです。

まぁそんな感じで、簡単に考えることができるってところでしょうか。

（問題ちゃんと読んでないので、質問の話とちょっと違うかも？）

この回答へのお礼

答えていただいてありがとうございました

お礼日時：2021/10/15 20:22