【ドローン検定】基礎力学応用問題の解き方(上級テキスト問21)

 

『ドローン検定計算ドリル』を購入してくださった読者の方から、メールで質問がありました。

その内容は『ドローンの教科書 上級テキスト』25ページの問21です。

なめらかな水平面上に質量2[kg]の物体Aと質量3[kg]の物体Bがある。

物体Aを10 [N]の力で押し続けた時、 物体Aが物体B を押す力として正しいものを選びなさい。

ただし、物体AとBの反発係数はゼロとし、摩擦などの外乱が一切ない環境であるとする。

『ドローンの教科書 上級テキスト』25ページの問21より

この問題の解説は、ドローン検定計算ドリルにも載っていません。

そこで、ここではこの計算問題を解説していきますよ。

 

加速度を計算する

まず、A・Bに生じている「加速度」を計算します。

Aに10ニュートンの力を加えたら、AとBにはどのような加速度が生じるのでしょうか。

 

まずは、テキストのヒントの通り、

AとBを1つの物体として仮定して加速度を求めればいいのです。

物体Aが2kg、物体Bが3kgですので、2つを合わせて仮想的なCという5kgの物体を考えます。

 

 

この物体Cに、左から10ニュートンの力を加えたとします。

その際に生じる加速度は、ニュートンの運動第2法則で計算できますよね。

「F=ma」の公式に、質量・力の大きさを代入すればいいのです。

F = ma

10 = 5 × a

a = 2

結果、加速度は「2 m/s²」と出ます。

 

物体Bに生じる力を計算する

物体AとBともに加速度2 m/s² の加速度が生じていると判明しました。

 

 

今度はこの情報を使って、物体Bに働く力を求めます。

ここでもニュートンの運動第2法則を使います。

「F=ma」に、質量を3 kg、加速度 2m/s²を代入すると、

F = ma

F = 3 × 2

F = 6

結果、物体Bに働く力は6 ニュートンと出ます。

 

物体Aが物体Bを押す力を求める

これで物体Bには6ニュートンが加わってると判明しました。

あとは「物体Aが物体Bを押す力」を求めるだけ。

 

物体Bを押しているのは、左の物体Aしかありませんよね?

物体Bに働く力 6ニュートンは「物体Aが物体Bを押す力」に他なりません。

つまり、問題で求めたかった「物体Aが物体Bを押す力」は6ニュートンのはずです。

 

はい、以上です。

ポイントは、

2つの物体を1つとして捉える考え方です。

ここさえ通過すれば、加速度・力を計算できるでしょう。

 

ドローン検定計算ドリルでは、この計算問題をスルーしてきました。

がしかし、これを機に、このタイプの問題、その応用問題も加える予定でございます。

ドローン検定の計算問題を攻略したい方は活用してみてください。

 

それでは!

Ken




ドローン検定を過去問で攻略!
ドローン検定1~4級の過去問セットPDF

ドローンの学習に興味がある方はドローン検定がおすすめ。難易度の把握、学習のおともに過去問をどうぞ。スタドロンのメルマガに登録した方に無料でプレゼント。