高校1年の物理です！この問題を友達に教えようとしたんですが、動摩擦力と合力が＝になる感じになって

解決済

質問者：rairaca
質問日時：2022/07/04 17:55
回答数：2件

高校1年の物理です！
この問題を友達に教えようとしたんですが、
動摩擦力と合力が＝になる感じになってしまい、
ならなくない？となってしまい行き詰まってしまいました、
なるか、ならないか
どうしてかの説明を頂きたいです！
出来れば今日中に解説が聞きたいです！

よろしくお願いします！

通報する

この質問への回答は締め切られました。

質問の本文を隠す

回答 (2件)

ベストアンサー優先
最新から表示
回答順に表示

No.1ベストアンサー

回答者： yhr2
回答日時：2022/07/04 20:02

「合力」に対応する「加速度」が発生して、速度が変化します。

この場合には「合力」は「動摩擦力」だけでしょう。
「摩擦力」があるので、「負の加速度」が働いて、速度が減少してやがて止まります。
そういう現象であることを、まず認識できなければいけません。数値を計算るののは、その次です。

「動摩擦力」の大きさは、「垂直抗力」に「動摩擦係数」をかけたものになります。
垂直抗力は、物体が床面を押す「重力」mg に対して、物体も床も鉛直方向には静止しているので、床面が物体を押し返す力も同じ大きさです。
つまり、垂直抗力は、鉛直上向きに、大きさが
　N = mg
従って、動摩擦力の大きさは
　f = μ'mg

この動摩擦力は、ぶったうの進行方向と逆向きに働くので、物体の進行方向を正方向とすれば、働く力は
　F = -μ'mg

従って、物体に働く加速度を a とすれば、運動方程式 F = ma は
　-μ'mg = ma
よって
　a = -μ'g

これに数値をあてはめれば
　a = -0.30 × 9.8 = -2.94 [m/s²]

従って、加速度は「物体の進行方向と逆向きに、大きさ 2.94 m/s²」。
（「有効数字」を考慮すれば、大きさは「2.9 m/s²」と書くのが正解でしょう）

あなたの書いた手書きのものでは、左下の「動摩」に「N」という文字を当てているのが間違い。右辺の「垂抗」にも「N」を当てているので、その式は成り立たない。
上に書いたように、垂直抗力「N」の中の「質量」と、一番上の運動方程式の中の「質量」が相殺して、この場合には加速度には質量は関係しないことになる。
重力での「自由落下」も同じように「質量」には関係しないよね。