高校物理についての質問です。

画像の状態で、A,Cとレール、BとD、Dと床にはそれぞれ摩擦力が働かず、A,Cには水平方向の抗力のみが働きます。
(質量 A,B:m. C:M(>m) D:3M)

このとき、Cを支えていた力を取り去ると、ABCDは動き出すらしいのですが、なぜDが動くのかがわかりません。

A,Cがレールを通じて台Dに及ぼす抗力により動くのだと思いましたが、そもそもA,Cは上下方向にしか運動しないのになぜ台Dに力を及ぼしているのかがわかりません。

お願いします。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2022/07/18 14:41

ＢがＤに対して右向きに動くことにより、摩擦力はなくとも滑車 KA は右向きに押され、Ｃが下向きに動くことにより滑車 KC を左向きに押します。

力の大きさは KC の方が大きいので、結果としてＤは左方向に動きます。

定量的に書けば、AB間の張力を Ta、BC間の張力を Tc とすれば

(a) Ａの運動方程式（鉛直方向）：上向きを正として
　ma = Ta - mg (=Fa)

(b) Ｂの運動方程式（水平方向）：右向きを正として
　ma = Tc - Ta (=Fb)

(c) Ｃの運動方程式（鉛直方向）：下向きを正として
　Ma = Mg - Tc =(Fc)

M > m なので、C は下に、Ｂは右に動き、従って
　Tc > Ta
です。

滑車 KA に働く水平の力は「右向きに Ta」、滑車 KC に働く水平の力は「左向きに Tc」ですから、合力としては「左向きの力」になります。
従って、Ｄは左向きに動きます。

No.1 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2022/07/17 16:00

水平方向の摩擦が全く無いので、水平方向の運動量は保存されます。

初期状態での水平方向の運動量=0。
Bが右に動く運動量はmv。

運動量の合計は0なので、Dが左に動いて-m'v'。
-m'v'+mv=0

つまり、Ｄが左に僅かに動かないと、運動量保存則が成立しません。