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

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！

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。

この回答へのお礼

公式も書いてくださってとても分かりやすかったです！
どちらにもNを使ってしまうといつか間違えてしまいそうということに気がつきました、これから気をつけます！
長く説明した下さって深く理解出来ました！
ありがとうございました！

お礼日時：2022/07/05 13:45

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2022/07/05 02:35

合力=重力+垂直抗力+動摩擦力(全部ベクトル量)

重力と垂直抗力は進行方向に垂直で
物体は水平方向にしか運動しないから
重力と垂直抗力は完全に打ち消しあってゼロに
ならないといけない。

従って
合力=動摩擦力

この回答へのお礼

シンプルに書いて下さってとても分かりやすかったです！
頭の中がやっとスッキリしました、
ありがとうございます！

お礼日時：2022/07/05 13:43