無料でしっかり基礎固め！物理基礎問題演習「接触する2物体の運動方程式」【高校物理対応】

今回の問題

この問題のテーマは「接触する2物体の運動方程式」です。
問題を解く上で鍵となる物理法則や概念は以下の通りです。

運動方程式 (\(ma=F\)): 物体の運動を記述する基本法則です。質量\(m\)、加速度\(a\)、合力\(F\)の関係を表します。
内力と外力: 複数の物体を一つの系として考えるとき、系内部で及ぼしあう力（内力）は系全体の運動に影響しません。系全体の運動を決めるのは、系の外から加えられる力（外力）のみです。
作用・反作用の法則: AがBを押す力と、BがAを押し返す力は、大きさが等しく向きが反対です。

基本的なアプローチは以下の通りです。

(1)では、AとBを一体の物体（質量 \(m+M\)）と見なし、この物体全体に外力\(F\)がはたらくと考えて運動方程式を立て、全体の加速度を求めます。
(2)では、物体Bだけに着目します。Bを加速させているのはAがBを押す力（内力）であると考え、Bについての運動方程式を立てます。(1)で求めた加速度を利用して、この内力の大きさを計算します。

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