※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:慣性力)
物体の動きを制御するための力の計算方法について
このQ&Aのポイント
物体の動きを制御するための力の計算方法について説明します。
問題の中で、質量Mの直方体Aが水平面に置かれており、質量mの物体Bに糸をつけて滑車にかけ、その先端に質量mの物体Cを吊り下げる状況が与えられています。
この状況では、BとCがAに対して動かないようにするためには、水平右向きの力Fを加える必要があります。正しい計算式は(M+2m)gですが、回答が間違っていたのは、式を誤って記述したためです。正しい計算方法を理解しましょう。
こんばんは。わからないことがありまして・・・。
まず問題ですが、
質量Mの直方体Aが水平面に置かれている。Aの上に置かれた質量mの物体Bに糸をつけ水平に張って軽い滑車にかけ、その先端に質量mの物体Cを吊り下げる。そして、Aに水平右向きの力Fを加えて動かす。摩擦はどこにも無く、重力加速度をgとする。
(図は、水平面に置かれた長方形のA(右上端に滑車がある)がありその上左端あたりにBがありBから糸が滑車までのびてその下にCがAにくっついて吊り下げられています。Aの左端に右矢印でFと書かれています。)
(1)B,CがAに対して動かないようにしたい。Fを求めよ。
というのが問題です。
回答は
全体がひとまとまりになって動いているので、加速度をあaとすると、運動方程式は、(M+m+m)a=F・・・(1)
A上の人が見ると、BとCは静止している。張力をTとすると、力のつりあいより B: ma=T・・・(2)
C: T=mg・・・(3)
以上より、F=(M+2m)g となっています。
しかし自分は(1)を Ma=F-ma としたため
答えが (M+m)g となってしまいました。
Aの物体にはBから左向きの力が働いてないように思えますが回答からだとMa=F-ma-maとなり働いていることになります。
なにが悪いのでしょうか?
お礼
滑車・・・滑車ですか。しばらくは忘れそうもありません。 ありがとうございました。