「ニュートンの運動の法則」　例題２

2005.12.20 解説：電気電子工学科 井上雅彦
出題：中村陽一
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例題２

あらい水平台上に，質量 0.5〔kg〕の物体をのせ，0.20〔kgw〕の大きさの力で水平方向に引っ張った。
（１）物体が加速度 2.0〔m/s2〕で運動した。物体と台との間の動摩擦係数はいくらか。
次に，物体の速さが 4.0〔m/s〕になったとき引くのをやめた。
（２）物体の加速度はいくらか。
（３）物体がその後，止まるまでにすべる距離はいくらか。

解答・解説

（１）の解答例

外力を F，物体の質量を m，垂直抗力を N，動摩擦係数を μ'，加速度を a として， すべっている物体について運動方程式を立てると，

F - μ' N = F - μ' mg =ma
0.20×9.8 - μ'×0.50×9.8 = 0.50×2.0〔N〕
∴ μ' = 0.96 / 4.9 = 0.196 &cong 0.20
答 0.20

（２）の解答例

動摩擦力は物体の運動の向きと反対だから，加速度を a' とすると，

ーμ' N = ーμ' mg = ma'
∴ a' = ーμ' g = ー0.196×9.8 = ー1.92 &cong ー1.9
答 ー1.9〔m/s2〕

（３）の解答例

止まるまでの時間を t，すべる距離を x とすると，

　より

従って　〔m〕

答 4.2〔m〕
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