内力と外力のお話です
令和3年本試問2
人60kg, 荷物50kg, 板10kg、人がロープを引く力をTとして、
ギリギリ持ち上がる力を求めましょうという問題。
板、人、ロープ
板、荷物
動滑車
のそれぞれの運動方程式（またはつり合いの式）を立てるとかなり煩雑になります。
こういうときは、人・板・荷物・滑車をひとつのものと見ます。
すると、外から働いている力は、
上向きにTが三つと、下向きに120Kgw=120x9.8N
（↑）3T-120x9.8=0
から、T＝40x9.8N
このように、外から働いている力（外力）だけを考えればOKです。
予想問題
5両編成の列車があります。連結器で連結されています。先頭車両と4両目には動力があって、ともに先頭車両方向に力F[N]でレールから押されています。質量は、動力を搭載している車両は２m[kg]、その他はｍ[kg]です。連結器は伸び縮みしません。摩擦等は無視します。
（１）加速度は[ ］
（２）３両目と４両目の間の連結器に働く力の大きさは［ ］で、連結器を【伸ばすような・縮めるような】力である。
ヒント
（１）は5両全体を一つのものとしてみます。
（２）は、前3両でひとつのもの、後２両でひとつのものと見ます。すると、外力は3両目と4両目の間の連結器から働く力と、動力のFとなります。
＜次回、ドップラー効果の立式＞