物理

速度10(m/s)で進む質量2(kg)の物体を５秒で静止させるためには、進行方向と逆方向にどの程度の大きさの力を加え続ける必要があるか。 答えは４(N)なのですがどうやったら出てくるのでしょうか。

質問者からの補足コメント

• 

  かりに10秒停止させた場合はどうなるのでしょうか。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2021/06/18 18:04

No.3 回答者： finalbento 回答日時： 2021/06/18 21:22

運動方程式

F=ma

は書き直すと

F=m⊿v/⊿t

となるわけですから、これにそのまま当てはめるだけ。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2021/06/18 19:46

速度10(m/s)を停止させるには、速度をその時点から「-10 m/s」だけ変化左折必要があります。

そうすれば
　10 [m/s] - 10 [m/s] = 0 [m/s]
となって停止します。停止するとは「速度が 0 m/s」ということですから。

5秒間で「-10 m/s」だけ変化させるには、平均で
　(-10 [m/s]) ÷ 5 [s] = -2 [m/s²]
つまり「-2 m/s²」の加速度を加えればよいです。
（マイナスなので「加速」ではなく「減速」します）

「1 kg の質量に 1 m/s² の加速度を生じさせる力」が「1 N（ニュートン）」なので、「2 kg の質量に -2 m/s² の加速度を生じさせる力」は「-4 N」ということになります。
「マイナス」は「進行方向と逆向きに」ということです。
つまり、進行方向と逆向きに加える力の大きさは「4 N」。

「10 秒間で停止させる」場合には、加える加速度が
　(-10 [m/s]) ÷ 10 [s] = -1 [m/s²]
となり、「2 kg の質量に -1 m/s² の加速度を生じさせる力」は「-2 N」ということになります。
つまり、進行方向と逆向きに加える力の大きさは「2 N」。

加える力が小さい、つまりブレーキのかけ方が弱ければ、停止までの時間が長くなるということです。

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/06/18 16:54

速度10[m/s]の物体を５[秒]で静止させるためには、

-2[m/s2]の加速度を与えれば良いです。
その質量が2[kg]なので、
その力は、加速度と質量の積の、4[N]になります。