こんばんは。
八千代緑が丘校の轟です。
明日から定期試験が始まる高校１年生のＡさんから
物理の質問を頂きました。
浮力に関する問題と、摩擦に関する問題でした。
浮力の値を求めるのに、アルキメデスの原理を丸暗記して
その式に文字式や数値を当てはめて解こうとする高校生も
少なくないと思いますが、Ａさんは違います。
『なぜ、この式になるの？』
ってちゃ～んと疑問に思ってくれたことが
私はとっても嬉しく感じました。
浮力とは、一部水に沈んだ物体の下面と水面との
圧力の差に相当しますが、そのことをしっかりと
理解して頂きました。
また、二つの物体間で生じる摩擦について、
片方の物体が静止していたら摩擦力の向きは容易に
想像できますが、二つの物体がそれぞれ動いていると、
摩擦力は、どちらの向きに働いているのか、
混乱してしまう高校生は多いと思います。
例えば、下図のような、ベルトコンベア上に質量ｍの物体が
乗っているとします。
ベルトコンベアが時計回り速さVaで動き、その上を物体が
早さVb(ただし、Va ＞ Vb)で右向きに運動しているとします。
ベルトコンベアと物体の間の動摩擦係数がμ'であるとき、
物体に働く動摩擦力の向きとその大きさはどうなるでしょう？
動摩擦力の大きさはすぐに「μ'ｍｇ」だとわかると思います。
ただ、向きについては迷ってしまいませんか？
みなさんなら、どうやって考えるでしょうか？
ここは、教える先生によっても、教え方に個性が出るところ
だと思います。
参考書や問題集の解説でよく目にする解説は
「相対速度に着目して～」という表現。
今回の例で言えば、ベルトコンベアから見た物体の
相対速度(Vb－Va)の正負に注目して、相対速度の向き
を考え、それとは反対の方向に摩擦力が働くと考える
というものです。
この見方で十分に伝わるかもしれませんが、
こんな風な考え方もあります。
『摩擦の向きは、互いに相対運動を妨げる向きである。
言い換えれば、互いの速度を近づけようとするような向き
に働く。』
この考え方に沿うと、VbとVaの大小に注目すれば良くて、
「Va ＞ Vb」なのだから、VbがVaに近づく向き、
つまり、右向きに動摩擦力が働くことがわかります。
今日は、こんなこともＡさんにお話し致しました。
さて、今日は高校１年生のＡさんの物理の質問に
答えさせて頂きましたが、
『まだ１年生だから、何となくわかっていればイイ』
ということはなく、最初の理解が肝心ですから、
『１年生のうちに(初学のうちに)しっかりと理解する
ことが大切』だと改めて感じました。
最初に学んだときに、しっかりとした理解ができていれば、
後から本格的に学び始めた際に、すんなりと学習を進められるはず！
（八千代緑が丘校 轟）
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