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No.1ベストアンサー
- 回答日時:
物体の加速度は働く力で決まります。
これはニュートンの運動方程式が示すもので、力学はすべてここに集約されます。
ここは法則なんで何故?とか思わないでください。
ベクトルという高校数学で習う分野を学べば、さらに理解が深まります。
まず、地球との重力は
上ってようが下ってようがありますよね?
あとの力は斜面との接触部分における力です。
力は必ず相互作用なのでこう見つけます。
(よく教科書とかにある斜面を押そうとするから斜面から〰みたいな分かりづらい表現はムシしてください)
地球との重力が地球との間に働いてる。
物体と接触してる部分に電気的な分子間力か働いてる。
だから重力以外に
斜面と物体の接触部分に力があります。
斜面をすべる、という前提のもと、これは斜面から離れない、というわかりきってるけども仮定でもあります。
このように斜面をすべる
=斜面から離れない
というような束縛条件のあるような、力を一般に抗力といいます。
そして、この抗力の斜面に垂直な成分を
垂直抗力。
水平成分を摩擦力といっています。
斜面の材質や接触面の物質的な状態により、
この摩擦力は変動してきますが、
中学くらいでやる簡単な理科ならば、
上り下りで
摩擦力が変動しないような
超簡易的な設定になっているかと思います。
〘上り下りで加速度が同じ〙というのは、
斜面との間に摩擦力がない、簡易的モデルのときにたまたま成り立つのであって、
実際に同じ、と暗に思い込むのはミスです。
なぜならば、
上りと下りで滑り方が全く同じ、摩擦力が同じ、とは言い切れないので。
中学くらいの授業で、
ほんとに教えるのがうまい先生ならば実際に理科室で
斜面の材質を粗いやつとか状態を変えたりして、実験させて、
上り下りの実験結果で 少し誤差があることを調べさせると思います。
調べさせて、
上り下りで 摩擦力が変動してるから このように誤差があるんだ、
と 実験と数学を交えて
教えてくれるかと思います。
長くなりましたが、古典物理学は奥が深いので、
最初は難しいと感じられるかもしれないですが、
それはまだ中学数学までしか習っていないからです。
ベクトルや微積分を習えば、あとは法則などをマスターするだけです!b
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