[基礎編]運動方程式演習⑥　親子亀の問題

質量$m$の物体に力$F$がはたらいているとき，物体の加速度$a$をすると，次の関係式が成り立つ．

$ma=F$

これを運動方程式という．

運動方程式を立てる際には

1.　+の向きを決め，その+の向きを加速度の向きとする．

2.　物体の速度の向きとは関係なく，はたらく力をかき，運動方程式を立てる．

3.　力の向きは1.で決めた正の方向であれば，正とし，負の方向に向いていれば負としてかく．

力を図示する流れ

1.　力を図示する物体をきめる．（以後，対象物体とよぶ．）

2.　まず重力をかく．

3.　対象物体が他の物体と接触している部分に着目し，その場所にはたらく力をかく．

例：接触の相手によって，次のような力がはたらく．

面（床，物体，壁）：垂直抗力と摩擦力

糸，ひも：張力

ばね：弾性力

※　注意：外から対象物体にはたらく力を書き込むのであって，対象物体が相手側に及ぼす力を対象物体にかかないようにする．

下はダメな図

※　勿論，対象物体が相手側に及ぼす力を相手の物体のところに図示するのはかまわない．

　ただし，運動方程式やつり合いの式を立てる際には，あくまでも対象物体にはたらく力のみを式に入れる．

接触面に対して，速度の向きと反対の方向に動摩擦力がはたらく．

接触面の垂直抗力の大きさを$N$，接触面との動摩擦係数を$\mu$とすれば，動摩擦力の大きさ$f$は

$f=\mu N$

である．