高校物理です。

質問

質量4.0キロの物体Aと質量5.0キロのBが滑車とばね定数2.0×10 ２乗N/mのばねを通してつながれている。物体Bが台上に乗せられているとき（台の上にBがあってばね、滑車を回ってAがぶらさがってる感じ）(1)糸の張力は？(2)台からBに加わる垂直抗力の大きさは？という問題で、(1)は、Aの運動方程式は、４a＝T－4gで、Bの方はどう考えたらいいのでしょうか？
(2)台からBに加わる垂直抗力は、単純にN＝５ｇではないですよね？

回答No.3

sanori · ベストアンサー

＃１です。誤字を訂正します。

【まちがい】
Ｂが、がっちり固定されていれば、糸の張力は５ｇ。

【訂正後】
Ｂが、がっちり固定されていれば、糸の張力は４ｇ。

Ａの質量を書いたつもりでしたが、Ｂのほうを間違えて書いちゃいました。

追伸

「台の上にBがあってばね、滑車を回ってAがぶらさがってる感じ」

図で描くと、こうですよね？
（文字ずれがないことを祈る）

　Ｂ──ばね──○
　■■■■■■■│
　■■■■■■■│
　■■■■■■■Ａ

ばねがＢに上向きの力を与えるわけがない。
どこも固定していないのに、ＡもＢも静止するわけがない。
摩擦とかの条件が加わっていないのに、等速運動になるわけがない。

お礼

いつも詳しく説明していただいてありがとうございます！

回答No.2

teuu

つりあっているなら、
張力＝Aの重量です。

まず、全ての物体にチカラを書いてください。
AとBに重力、ばねといとに張力ですよね。
Aが動いていないということは、
Aにかかる重力と、糸からの張力が等しいことを意味します。
よってMgです。
運動方程式でもいいけど、加速度ゼロでしょ。

台からBに加わる垂直効力は、
単純にBが押している力と同じです。
Bにかかる力は、
下向き　重力
上向き　ばねからのチカラ+垂直効力
Mg=T+N
ばね定数とか関係ないので、T＝４ｇと（１）で出てるので、
N＝１ｇです。

まずは書店に行って、
橋元流大解放の原則を買うことをお勧めします。

お礼

ありごとうございます！橋元流大解放の原則ですね、チェックしてみます。

回答No.1

sanori

んー・・・

まず。
Ｂが、がっちり固定されていれば、糸の張力は５ｇ。

固定されていなければ、ＢはＡに引っ張られて、ＢもＡも同じ速さで動く。

その問題の出題意図が不明ですが、
初期状態で、Ｂを手で押さえて固定したところからスタートすると、ばねがびょんびょん伸び縮みして、非常に複雑になります。高校物理なので、たぶん、そこまでのことを求めているわけじゃーないと思うんですが。
（なんで、無意味なバネを入れた問題にしているのか不明。たぶんバネを考慮しなくて良いことに気づくかどうか試してるのかな？）

ばねがびょんびょんしないという前提であれば、
ＢとＡは同じ速度で、ともに等加速度運動をします。
（ちなみに、そのとき、ばねは、一定の伸びを保ったまま。）

さらに、ばねの質量はゼロと仮定すれば、
そのとき、力や加速度の源になっているのは、Ａに対する重力だけなので、４ｇの力で、４＋５キログラムを加速することになります。
つまりＡとＢの加速度は、４ｇ÷（４＋５）

Ａは重力で下向きにｇの加速度を受けているが、
４ｇ÷（４＋５）しか加速しないので、その差分だけ糸に張力がかかることになります。
滑車のところを過ぎたところも同じ張力です。
・・・この後は大丈夫ですね？

あと、

「（2)台からBに加わる垂直抗力は、単純にN＝５ｇではないですよね？」

単純に５ｇです。