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静力学の法則③(重力と垂直抗力だけを用いた例題)-物理学科の物理解説部屋-

第1章:静力学の法則

1.3:重力と垂直抗力だけを用いた例題

図1のように床の上に物体B(質量\(m_A\))を乗せ、さらにその上に物体A(質量\(m_B\))を置いた場合について考えていく。

 

 

考え方
  • まず重力を考える
  • 各物体に関して、触れているところからどのような力が働くかを考える

 

この考え方にしたがって物体に働く力を分析していこう。

 

手順1

まず重力(\(m_Ag\)と\(m_Bg\))を書く。

 

 

手順2

物体Aから物体Bに働く垂直抗力Nがある。(これがないと物体Aが落ちる)

 

 

手順3

物体Bから物体Aへ力が働いたのだからAからBにも同じ力が働く。

 

 

手順4

床から物体Bに働く力がある。(これがないと物体Bが落ちる)

 

 

手順5

手順3と同様にBから床へも力が逆向きに働く。

 

 

以上の手順1〜5を踏まえて、それぞれの力の間に成り立つ式を考えていきたい!!

まず、物体Aが上にも下にも動き出さないことから

\(m_Ag=N\)  (式①)

次に物体Bが上にも下にも動かないためには

\(m_Bg+N=N’\)(式②)

式②に式①を代入すれば

\(N’=(m_A+m_B)g\)

以上より物体A、物体Bに働いている垂直抗力は異なることがわかる。

 

まとめ

物理を考えていく上で重要になってくる考え方は

 

”物理は局所的である”

 

ということ!

 

これを言い換えると、

 

この場所で起こっていることを知るには、この場所で得られる情報で十分。

 

ということだ。

 

つまり、物体Aについて知りたければ物体Aに注目して、物体Bについて知りたければ物体Bにのみ注目すれば良いということだ!!

 

そこで得た式同士を繋ぎ合わせれば、全体についても式として表せるようになる!!

 

 

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各講義の後にこれらの参考書で問題演習や対応する章を読んで理解を深めましょう!!



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    とある東京の国立理系大学に在学。

    物理工学を専攻中。

     

     



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