問題の解説をよろしくお願い致します

ベストアンサー

Enigmathematics 2023/8/2

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  退会したユーザー 2023/8/2

  ③は、扉を開けた時、手が扉を押す力と扉が手を押す力が等しいということですか？

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  Enigmathematics 2023/8/2

  そうですね

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  退会したユーザー 2023/8/2

  なぜ、等しいのでしょうか？

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  Enigmathematics 2023/8/3

  これは少し面倒な話になりますが、この”等しい”というのは運動の第3法則、作用反作用の法則で考えてみると分かるかと思います、(下図参照)この法則は相手に与えた力は等しく相手側から自分にも返ってくるみたいなものです。例えば、壁に手をグッと押すと壁にも力がかかりますが、その分自分にも返ってきて押し返されますよね。あれが反作用です。それに垂直抗力も反作用の一つだといえますし作用のちからである重力と釣り合っていますので、二力が等しくなるのを納得する材料になるかと思います。

  
  

  
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  bouningen1gou 2023/8/3

  すごいですね、あなた。

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  Enigmathematics 2023/8/3

  どうも～

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  退会したユーザー 2023/8/3

  丁寧なご回答ありがとうございました。ですが、２つの力が等しいのなら、扉は静止したままではないのですか？

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  Enigmathematics 2023/8/3

  そこなんですが、力のかかり方が重要となります。左下の図を参照にすると、力のつり合いと、作用反作用の法則は似ている気がしますが全く違うものなんです。

  
  

  力の釣り合いは、それぞれが相手に大きさ$F_1$の力で拮抗しているので動かないのですが、

  作用反作用は、例えばＡの方が$F_1$の力でぶつかってきてＢが運動を始め、その反動をＡが受けている、という状況なので”ＡがＢに、ＢがＡに”それぞれ力をかけているのです。

  
  

  右下の図が、扉を開ける時のやつです。これは$F$の力で扉を押した結果、反作用を手が食らっているんですが、この力は自分が地に足を付けているので人が跳ね飛ばされることはありません。実感しているかと思います

  
  

  つまりは力が等しくても、働き方でこうも変わってくるんです。

  (長ったらしくてごめんなさい)

  

  補足

  めっちゃどうでもいいですが、宇宙にいる人は自分の荷物を前に手放して自分が進みたい方向に動くことがあります。これは作用反作用を利用したものになります。自分にかかる力は、地面に足を付けているわけでもないのでもろに受けて飛んでいきます。

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  退会したユーザー 2023/8/3

  作用反作用の法則では、力が等しくとも、力の働き方次第で物体を動かすことができるということですね？力の釣り合いではそれは不可能だと言うことですか？

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  Enigmathematics 2023/8/3

  釣り合いが起きているときも一応作用反作用は発生していると思いますが、何より力が合成されて$0$になっていますので、考える必要もないし　不可能ということになりますね。

  
  

  不可能ということは、こんな意味で大丈夫ですか？

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  退会したユーザー 2023/8/3

  はい。ありがとうございます。あと、作用反作用と力の釣り合い、何か見分け方などはあるんでしょうか？

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  Enigmathematics 2023/8/3

  そうですね、作用反作用は物体のどっちかがほとんどの場合動いているので(重力と垂直抗力は例外)それで見分けえてもらえればと

  補足

  釣り合っていても、一応作用反作用は働いているので気を付けて下さいね

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  退会したユーザー 2023/8/3

  度々の質問失礼します。今回の問題では、作用反作用と力の釣り合い、どのようにして見分けたのでしょうか？

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  Enigmathematics 2023/8/4

  今回は力を加えて物体が動いているので、釣り合いの概念ではなく、作用と反作用の概念を用いるのが自然だと思ったので何とか見分けられたのかなと思っています。

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  退会したユーザー 2023/8/4

  丁寧なご回答ありがとうございました。

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  退会したユーザー 2023/8/4

  お礼

  とてもよく理解できました