慣性力
ℚ.どういうときに慣性力ははたらくのでしょうか。
タイトルの画像を参考にしてみると、電車の中の人たちは加速度運動しており、慣性力が現れています。電車の外から電車の中の人を見ていると加速度運動をしておらず、慣性力が現れていません。
そして、慣性力とは、観測者が加速度aで運動しているとき、質量mの物体には、観測者の加速度とは逆向きにma(-ma)の力がはたらいていると考えます。これを慣性力といいます。
タイトル画像で表すと、左向きに加速度がはたらいていて、右向きに慣性力がはたらいています。冒頭にも述べたように、これは電車の中の人だけで電車の外の人には慣性力は現れません。
慣性力の考え方(3ステップ)
慣性力を図示する(ma)
慣性力以外に物体にはたらく力を図示する(T,mg,a)
図示した力をもとに、力のつり合いの式か運動方程式を立てる
これらから、力のつり合いの式は
$$
T =ma+mg
$$
となる。