力の単位：Nについての問題で困っています。

質問

お目を通して頂き有り難う御座います。題名の通り、ニュートンの問題でどうしても解らない問題があって困っています。恐らく初歩中の初歩程度の難易度かと思われるのですが…ご指導宜しくお願いします（礼）

・定滑車１個と動滑車１個を使って、５０kgの物体を２m持ち上げたい。滑車のひもを引く力は何Nで、どれだけの長さを引けばよいか。

というものなのですが…「ニュートンの第二法則」によると
物質の質量（kg）×加速度（m/s2）＝物体に働いた力（kgm/s2）
に、なるんですよね…？；

加速度はこの問題だとどれに当てはまるか解りません。「どれだけの長さを引けばよいか」の解の求め方も解りません。頭弱くて済みません；

どなたかご指南して頂けると助かります。では、失礼しました。

回答No.2

jamf0421 · ベストアンサー

ここで物体にかかっている力は重力加速度に由来します。50 kgのものを下に引っ張る力は
50(kg)*g(重力加速度）m/sec^2)=50*9.8=450 N(ニュートン）
です。この下向きの力に逆らって2 m上げるなら、450*2＝980 Jouleのエネルギーを、作業することにより投入する必要があります。
問題の系では、50 kgの物体の下がっているのは動滑車で、これに絡んでいる紐の一方の側は高い位置に固定され、紐の反対側は定滑車へいっているはずです。（定滑車は上向きの力を下向きにしているだけのはずです。）動滑車の部分をみれば、2本の紐でつっていますから、固定側の紐に25 kg重（25*9.8＝245 N)、その定滑車に行く紐にも25 kg重（245 N)の力がかかっているはずです。よって下から定滑車を通じて引っ張りあげる人は245 Nの力を入れます。物体の獲得するPotential Energy 980 jouleのエネルギーは必要ですので980(joule)/245(N)=4 m引っ張る必要があります。

巻上げ量はこんな計算をしなくても、2 m下の動滑車に物を下げるには4 mの紐が必要で、完全に巻上げるのに4 m引っ張るのは自明ですね。

お礼

こ、こんなに丁寧に…！有り難う御座います！疑問が氷解しました。長さの方はジュールを使用すれば良かったのですね、やっと理解できました。
解りやすい解答、ホントに感謝します。

回答No.1

大明神（@bathbadya）

位置エネルギーなので、
　質量×重力×高さ　　kg・m・m/s・s

物質の質量（kg）×加速度（m/s2）＝物体に働いた力（kgm/s2）
これは俗に言う重量

お礼

なるほど…適切な解答、有り難う御座いました。参考にして頑張ってみますね！