高校物理 単振動の問題

単振動の問題で物体Bが物体Aから離れないための条件を求めよ、というのがあり調べてみると「物体Aの最大加速度が重力加速度を超えなければいい」というのがわかったのですが、何でそうなるのか分からないです。教えてくださいorz

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2017/01/09 14:14

あなたがエレベーターに乗っていると考えてください。

通常であれば、あなたの足がエレベーターの床から離れることはありません。

いま、エレベーターのワイヤーが切れたとします。エレベーターは重力加速度で落下します。そうすると、あなたと床は「重量ゼロ」の状態になります。宇宙船の中の状態と同じで、無重力状態になります。
足でちょっと床を蹴れば、床から浮き上がります。

エレベーターが、重力加速度ちょうどで落下するときに、つまりエレベーターの加速度が重力加速度のとき、あなたとエレベーターは「ちょうど、くっつきも離れもしない状態」になります。

この「エレベーター」を「ジェット戦闘機」に置き換えて、急降下する落下速度を自然落下以上に加速すれば、あなたの体は機体から浮き上がります。

「ジェット戦闘機の鉛直下向き加速度が重力加速度を超えれば、中の物体（パイロットも）は浮き上がる」
　　　↓
「物体を支える台の鉛直下向き加速度が重力加速度を超えれば、上の物体は浮き上がる」
「物体を支える台の鉛直下向き加速度が重力加速度を超えなければ、上の物体が浮き上がることはない」

ということです。

この回答へのお礼

分かりやすかったです！ありがとうございます。

お礼日時：2017/01/09 16:21

No.2 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2017/01/09 14:36

下図の左はボヨヨンばねが垂直の場合。

Bには重力が働いているから、常に下向きの加速度Gが掛っている。
このばねが上向きにGより大きい加速度で動くと、速度が下向きに変わった時点で、Bが取り残されてしまう。

また下向きにGより大きい加速度で動くと、やはりBが取り残されてしまう。
だからAの加速度は上下どちらもG以下で無いとABが離れてします。

下図の右は斜面の場合
加速度Gは斜面に垂直な方向と斜面に沿う方向へ分散される。

斜面方向の加速度はGsinθだから
Aの斜面方向の加速度がGsinθ以下なら物体は離れない。

この回答へのお礼

ありがとうございました。図があって理解が深まりました！

お礼日時：2017/01/09 16:22