高校物理

応用問題のやりすぎで基本があいまいになったので質問させてもらいます。
図の台Ｍと床の間はなめらかですが、Ｍの上は摩擦があると考えます。
図の矢印の方向にＡ，Ｂが滑るとすると、台ＭはＡＢからは下図の方向の摩擦の反作用を受ける、で正しいですか？もちろん空気抵抗は考えず、ＡＢは質量を持ちます。

No.2 回答者： kenzou03 回答日時： 2017/06/03 06:29

逆です。

例えばＡから見た時と、台Ｍから見たときでは向きが異なります。
Ａから見ると、重力による垂直抗力を受け、それに見合った摩擦力を受けます。
台から見ると重力による垂直方向の力を受け、Ａからみた摩擦力の反対方向の反力を受けます。
いずれの方向についてもキチンとつり合いが取れています。

つり合いについては以下のようにも表現できます。斜めの台の上に物体が載っている場合、摩擦係数を考慮する。（上記の台Ｍに摩擦がある場合）
　１．静止している場合：重力による斜め方向の成分と摩擦力とが釣り合っている。
　２．動き出した場合　：重力による斜め成分の方が摩擦力よりも大きいが、加速度が発生することによりつり合いが取れている。
２を釣り合っていると言えるかどうか議論の余地はありますが、運動方程式で釣り合っています。

上記の絵はかなり複雑ですが、基本的なことを抑えるためにも、もっと単純に角度のない、
しかも台もなく、床上にＡが載っている状況を考えた方が良かったかもしれません。
摩擦だけならこちらの方が分かりやすいです。

また、上記の質問文の通り、普段から応用問題ばかり解かれているのではと感じました。

話は変わりますが、今回は台と物体Ａ，Ｂとの間に摩擦力があるので、台と物体の速度は最終的に一緒になりますが、
逆に台と斜面との間に摩擦係数があり、台と物体の間に摩擦力がない場合、あるいは摩擦係数が小さい場合の、
加速度あるいは速度の経時変化を考えると面白いと思います。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2017/05/30 00:29

＞図の矢印の方向にＡ，Ｂが滑るとすると、台ＭはＡＢからは下図の方向の摩擦の反作用を受ける、で正しいですか？

いいえ。逆です。

Ｍから見れば、Ａは斜面下方向に動くので、Ｍに対して斜面下方向に力を及ぼします（Ａの動きに引きずられる）。物体Ａに対して、摩擦力が「斜面上方向」に働き（v を小さくする加速度として）、Ｍに対してはその反作用が斜面下方向に働くということです。

同様に、Ｍから見れば、Ｂは斜面上方向に動くので、Ｍに対して斜面上方向に力を及ぼします（Ｂの動きに引きずられる）。物体Ｂに対して、摩擦力が「斜面下方向」に働き（Ｖを小さくする加速度として）、Ｍに対してはその反作用が斜面上方向に働くということです。

この回答へのお礼

失礼しました。図を逆向きに間違って書いていましたが、自分が正しいと判断できました。
ありがとうございました。

お礼日時：2017/05/30 01:02