張力！！！

質問

手におもりのついた糸をもっているとして、それを動かしても、動かさなくても糸とおもりが離れていないから、糸の張力とおもりにかかる重力は、糸とおもりが離れない限り常につりあっていると思っていたのですが・・・・なぜこれではいけないのでしょうか？？

回答No.4

eatern27 · ベストアンサー

#3です。訂正です。(式の部分が全く違います!!!!）
＞Ｆ'－Ｔ＝ｍａ
＞よってＦ'＝ｍａ＋Ｔとなります。
これを訂正します。（ついでにそのあとも）

Ｔ－ｍｇ＝ｍａ…(1)
よってＴ＝ｍｇ＋ｍａ＝ｍ(ａ＋ｇ)…(2)
また、糸を引く点においては質量0の物体を引いていると考えられるので
運動方程式よりＦ'－Ｔ＝0*ａ よって
Ｆ'＝Ｔとなるので(2)に代入して
Ｆ'＝ｍｇ＋ｍａ
物体にかかる重力はｍｇですので糸の張力とおもりにかかる重力は一般には等しくありません。 等しくなるのは加速度ａ＝0のときで、この時、物体は静止あるいは等速直線運動をしています。

(1)となるのは大丈夫ですか?
右辺は質量×加速度で運動方程式そのままです。
左辺は物体に働く力の合力がＴ－ｍｇということです。

#3をもうすでに見ていられたら、混乱させてしまったかもしれません。すいません。

お礼

ありがとうございました。お礼が遅れてごめんなさい。。

回答No.6

eatern27

例えば、無重力空間を考えてみましょう。
重力=張力であるなら、
張力=0となります。

無重力空間では物体を糸で引っ張れないということになりますか？

お礼

お礼が遅れてしまいました。ありがとうございました！

回答No.5

jun1038

物体の速度が変化する　すなわち　物体が加速度運動をするときには、
必ずその物体に力が働いています。

この場合の「力」は、その物体に「外から」働いている全部の力の合力です。

物体に重力と張力の２つの力が働いていて、
その物体が加速度運動をしているときには、
その重力と張力とは釣り合っていません。
釣り合っていれば合力は０で、加速度運動をしません。

お礼

ありがとうございました！お礼が遅れてしまい済みませんでした！

回答No.3

eatern27

質問は上に(下に)引っ張った時の事でしょうか?
鉛直上方に質量ｍ物体をの引っ張っていて糸を付けて力Ｆ'で引っ張っているとします。この時の糸の張力をＴ、物体の加速度をａとすると、運動方程式Ｆ＝ｍａに代入して(鉛直上方を正とします。
Ｆ'－Ｔ＝ｍａ
よってＦ'＝ｍａ＋Ｔとなります。
糸の張力とおもりにかかる重力は一般には等しくありません。
また、等しくなるのは加速度ａ＝0のときでこの時物体は静止あるいは等速直線運動をしているときです。

お礼

おれいがおくれてしまいました。。ありがとうございました！

回答No.2

First_Noel

こういうときは極端な例で思考実験すると良いです．

輪ゴムに錘を付けてご質問のようにした場合を比較してみると，
ゴムが伸びると考えられる場合が想像できると思います．

または，手を非常に高速に動かした場合，糸が重力方向（鉛直方向）から
ずれる場合があると考えられます．そのときと，静かに持っているときとを
比較してみると良いです．

お礼

ありがとうございました！お礼が遅れてしまって・・ごめんなさい

回答No.1

noname#9262

物理の質問のラッシュですね。。

張力は糸と同じ方向に働くのに対して、重力はつねに下向きに働きます。
絵を描いてみれば、なぜコサインやらが出てくるのが分かると思いますよ。

お礼

お礼が遅れてごめんなさい。。ありがとうございました！