締切済み 張力の問題 2009/12/20 21:30 図の張力の問題がよくわかりません。 ようするに、三角比を利用するということなのでしょうか? 画像を拡大する みんなの回答 (1) 専門家の回答 みんなの回答 gohtraw ベストアンサー率54% (1630/2965) 2009/12/21 08:00 回答No.1 その通りです。この問題でいえば錘にかかる重力と釣り合うのは張力の垂直成分の総和なので、垂直成分を求めるときに三角比を使います。 通報する ありがとう 0 広告を見て他の回答を表示する(0) カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A 糸の張力の問題 図のように糸で質量mのおもりをつり下げてθだけ傾け、おもりを放した瞬間の 糸の張力を求めよ、という問題です。 糸の張力をTとすると、張力の鉛直成分は上向きにTcosθになり、おもりは下向きにmgの 力を受けているので、Tcosθ=mgより、T=mg/cosθ とするのは間違っているということですが どうしてでしょうか? おもりを放した瞬間は加速度が0なのでつり合いの式が成り立つような気がするのですが。 正解は重力を糸の方向に分解してT=mgcosθとなっています。 以上よろしくお願いいたします。 滑車に掛かる張力(左右の張力は等しい/異なる? 滑車にかかる張力についてお伺いします。 添付の図面をご覧下さい。上段の図において、二つの物体(青)の加速度を求める、という典型的な物理の問題を想定下さい。この場合、「二つの張力Ta, Tbは同じ(Ta = Tb)」として考え、Ma = Ta ….(1) ma = mg – Tb…(2) と二つの運動方程式を立てて加速度、さらに張力が求まります。 ここで疑問に思いました。 (Q1)これら二つの張力が同じである、ということの、前提条件というか根底は何なのでしょうか。よく、一本の糸だからそれに掛かる力の合力はゼロに なるのでどこでも張力が等しい、ということを物理の時間に聞いたことがあるのですが、納得しがたくおもっています。と言いますのも、図にありますように、滑車の端部の 糸にもTa、Tbが掛かっているため、糸内では合力はゼロになります。また、他の物理の問題で、添付図の下段のように、滑車の両端の糸に掛かる張力が異なる、という前提条件の問題で、それらの張力を求める、という問題も多々ありますし、むしろ滑車に関わる問題ではそちらの方が主流ではないかと思います。こういった問題を目にして、「どういうことが理由で、滑車の両端の張力が等しい、等しくない、が決まるのか」、を知りたいと思いました(滑車と糸の間の摩擦がゼロ、とか、滑車の質量や慣性モーメントがゼロ、など)。どうかご教示頂ければと思います。 私は滑車と糸の間の摩擦がゼロだと両端の張力が等しい、というように考えているのですが、明確に物理的にしっかりと理由を述べることができずに悩んでおります。 また、ここから新たな疑問となりますが、「糸の間の摩擦がゼロだと両端の張力が等しい」というのは、つまり下段の図で申し上げますと、Tc – Td = f (friction) = 0 ということですが、摩擦がゼロでない場合、Tc = Td = fとして、ここから回転の運動方程式を立てるときに新たな疑問が生じました。 (Q2) I: 滑車の慣性モーメント α: 滑車の角加速度 r:滑車の半径 Mf:摩擦によるトルク としますと、回転の運動方程式は、反時計回りを正とすると、 Iα = rTc – rTd – Mf となるのでしょうか、 それとも、摩擦によるトルクだけが回転をもたらしていると考え、 Iα = -Mf でしょうか。 この疑問が生じた理由は、ある滑車に関する問題で、解き方の中に摩擦によるトルクに関する記述はなく、単純に Iα = rTc – rTd とされていたからです。 TcとTdが同じでないならば、摩擦があるはずですが、この運動方程式に含まれていません。 なぜなのでしょうか。それとも、、「糸の間の摩擦がゼロだと両端の張力が等しい(摩擦があるからこそ、両端の張力は異なる)」というのは誤りなのでしょうか。 基本的なことと思いますが、物理の問題を解くときに、一体全体、どの問題では、張力はどこも同じと考えるのか、それぞれ異なると考えるのか、どう対処していたらいいのかわからず、困っております。図の上段のような問題は力学の問題でも比較的学び始めの頃に登場し その際は滑車について触れていないのが、力学の後半になって滑車が登場し、突如張力が両端で異なると、解答で出始めたの で混乱しております。混乱しているため、整理し切れていない、言葉がおかしい点などあるかと思いますが、もしそのようでしたら、 修正しますので、ご指摘下さいますと幸いです。 どうぞ宜しくお願い致します。 糸の張力について 糸の張力について 僕は高専生なのですが一年の夏休みの物理の宿題でわからないところがあります。 問題は 図のようになめらかな水平面上に、質量8.0kgの物体とAと、質量4.0kgの物体Bが軽くて伸びない糸でつながれている。 糸の張力を求めろ。 、という問題です。 誰か教えてください 三角比の値を求める問題の答えを教えて下さい。 この三角比の値を求める問題の答えと途中の式を教えて下さい。 予習として重宝させていただきます。 (1)次の図を用いて、135°と150°の三角比の値を求めなさい。 物理I 張力 物理の張力の話なのですが、 □→←□ー→ という図があるのですが、 糸にかかる張力が向かい合っているのは何故ですか?? 力が向かい合ってしまったら糸がたるんでしまうとおもうのですが・・・ 張力がよくわかりません 図のように水平面と角θをなすあらい斜面上に全長L、質量Mのロープの一部が置かれ、残りの部分が鉛直面にそって垂らされた状態で静止している 垂らされている部分の長さをaとする 斜面の上端の部分は滑車のように働き、滑らかに力が伝えられるものとする ロープは太さが一様で均質であるとし、伸びは考えない Pにおける張力の大きさをTとすると PB部分に注目するとT=Mb(PB部分の質量)gが成り立ちます AP部分に注目すると斜面APに沿って張力Tが働いているんですが ロープの重さが無視できないのにどうしてBP方向にPに働く張力とAP方向にPに働く張力は等しいのでしょうか? わからない部分の説明が下手で申し訳ありません 加速する電車の天井に吊るした小球糸張力 高校物理の問題です。 Q:加速する電車の天井に吊るした小球の糸の張力を求めよ。 加速度はa, 糸の張力はN, 重力加速度はgとする。 力は紙面右、下を正、天井と糸との角度をθとすると、 水平:-ma+Ncosθ=0 鉛直:mg-Nsinθ=0 で運動方程式をたてたのですが、合っていますか? また合っていたとしてもθが消せません。。 そもそも運動方程式では解けない問題なのでしょうか? なお、正解は N=m√(a^2+g^2)です。 力を図示して三角比で解けるようですが、 それでしか解けないのでしょうか? 球と球を結ぶ糸の張力を求める問題がわかりません。 質量m半径rの球が、半径Rの動かない球の頂点Cに固定された軽くて伸びない長さlの糸で支えられている。 球と糸は、ほかの箇所では接触してないとして、糸の張力を求めよ。摩擦は無視する。 という問題がわかりません。 問題図は下図です。解答よろしくお願いします。 ポアソン比と張力の関係!? 長さl、ヤング率Eの一様な棒の一端を固定し、 他端にTの張力を加えたとき、棒の体積ΔVだけ 変化した。ポアッソン比を求めよ。 という問題で苦戦しています。 ポアッソン比とはσ=Δd/d/Δl/l と書いてあるのですがまったく分かりません。 いろいろ調べてみたのですが、E=2G(1+μ)この 公式はよく分からないし、 p(張力)=E(ヤング率)a(伸び率) と書いてあったのですが、その伸び率も分かりません。 火曜日提出の課題なのですが分からないので教えてください。 お願いします。 滑車と張力 図のような状態があります。 ここで、物体Bの運動方程式は、ma=mg-T (右に動いているとします) ですが、物体Aの運動方程式はどうなりますか? つまり、左側の物体と、物体Bには張力Tがかかりますが、 Aにかかる張力を知りたいんです。 また、この物体系の運動方程式はどうなりますか? 張力 Π(コが下を向いたような形としてください。)の両角に円形の固定ローラーがある断面図として、直線部分をワイアとして考えてください。もちろんローラーとの接触部分のワイアは円周なりに曲線を描いているとします。 また左右端部(下部)にもローラーがあり、右下ローラーは半時計回りしてワイアを左へ動かす運動を、左下ローラーも半時計回りをしてワイアを巻き取る動きをしていると考えてください。 右下、左下ローラーは等しい径で全く同じもの、そして右上、左上ローラーもやはり等しい径で全く同じものと考えてください。 唯一違うのは回転している左右下ローラーの回転速度で左下が早いと仮定します。 右下ローラーには均一にワイアが巻いてあり、(ワイア末端部はローラーに固定されていますが、そこまで行きつかない場合を想定してください。)左下ローラーには同様に巻き取られているとする時の問題です。(始端部はローラーに固定) 左上と右上のローラー間のワイアの張力はどこでも等しいものでしょうか。実際にそういう状況で指で触ってみると、ローラーに近い部分が張力が大きいような気がします。中央部分は速度によっては撓むが端部はそれほどでもないような気がします。 もしくは、単純に2つの固定円形断面ローラー支点に乗った線が両端から同一張力で引っ張られているとき、支点間の線の張力はどこでも一定なのかと言い換えられるかもしれません? どなたかどう考えるかアドバイスいただけると助かりますので、よろしくお願いいたします。 物理の問題(張力) 物理の問題集に、 「質量0.50kgの物体を軽くて丈夫なひもの一端につけ、ひもの他端をもってつりあげた。これが下向きに1.2m/s2の加速度で上昇しているとき、ひもの張力の大きさを求めよ。」 という問題があったのですが、加速度が下向きなのに上昇する意味が分からなくて… どなたか分かる方教えてください。 糸の張力について 質問をさせて下さい。 高校2年の物理の教科書レベルの問題です。単元は「糸の張力」として載っています。 一端を壁に固定した長さ0.50mの糸Aに質量1.2kgの物体を吊るし、別の糸Bで水平に引くと、物体は壁から0.30mはなれた。 糸A・Bの張力の大きさを求めよ。重力加速度の大きさを9.8km/s2とする。 力の分解を利用するところまでは分かるのですが、その後の解き方が全く分かりません。 ご教授のほど、よろしくお願いいたします。失礼いたします。 高張力鋼について教えてください。 JIS規格とJFS規格を比べる場合 ? SPHC、SAPH、SPFH = JSH = 熱間圧延材 SPCC、SPFC = JSC = 冷間圧延材 という理解は正解でしょうか? ?JISのSAPH440ならJFSのJSH440と引張強度、降伏強度、伸びなどの材料性質は同等という理解はあっていますか? ?JSH(JSC)590の後ろにJ、R、W、Yとかつく場合はそれぞれどういう意味でしょうか?この他にもあるのでしょうか? Rは高降伏比型 Yは低降伏比型 というところまでは自分で調べられました。 ? 通常、590とか440のハイテン材といった場合、質問?の数字の後ろにつく文字はどれが当てはまりますか? ?高張力鋼の種類や特性について知りたいのですがよいサイトがありましたら教えていただけるとありがたいです。 三角比の問題 最近三角比について習いました。 公式は覚えたのですが問題として出されるとよく分かりません。 その問題がこれです。 半径10の円に内接する正n角形の1辺の長さを求めよ。 また、円の中心Oから正n角形の1辺 に下ろした垂線の長さを求めよ。 ※この問題には最初から図は与えられていません。 解説お願いいたします。 ベルトの張力の設定はどのくらい? (タイミング)ベルトを使用して動力を伝達していますが、ベルトの張力はどう設定すればいいのでしょうか? 張りを弱めるとすべりが出てしまい、ずれが生じ、張りすぎるとベルトの寿命(伸び、切れ)が心配です。 また、正逆回転でずれが生じないようにしなければなりません。 張力、寿命についてはベルトメーカのカタログにも明記されていないため、どう設定すればいいかわからず困っています。 条件は下記のとおりです。 1.バックラッシュは極力0にしたい。 2.すべり等は出ないようにしたい。 3.伝達先の負荷は軽微。 このような条件において、ベルトの張力の設定方法を教えてください。 ベルトのプーリ比は1:4で動力側の回転が4倍になって伝達されます。この比は変更ができません。 ベルトの幅は5mm前後です。 ベルトが緩むと小さいプーリ(伝達される側)とベルトが滑ってしまい、ずれが生じます。 伝達される側のプーリに接しているベルトは1/3周くらいです。 ヒモの張力・長さとおもりのつり合いの問題について 次の物理(力学)の問題で、張力を求めるパターンは知っていますが、どうやってB側の糸の長さを求めるのか、教えてください! 滑車問題: 求めた張力が解法に依って変わってしまい こんにちは、勉強させて頂いております。 滑車にかかわる問題で、吊るされている物体にかかる張力についてお聞きします。 もともとの問題は、添付の図のような状況でして、図の静止状態から解放すると、 物体Bは1.5m直下の点で1.4m/sの速さをもつというものです。この際の両物体に かかる張力の大きさが求められています。なお、滑車の重さは無視できるものとしています。 物体A、Bにかかる張力をそれぞれTa、Tbとしています。 ------------------------------------ 模範解答では、エネルギー保存の法則から、 【Aについて】 (Ta-12kg x 9.8)x1.5m = (1/2)12kg(1.4 m/s)^2 ...(i) 計算すると、Ta = 126N 【Bについて】 (15kg x 9.8 - Tb)x1.5m = (1/2)15kg(1.4 m/s)^2... (ii) 計算すると、Tb = 137N となっております。 ------------------------------------ ここからが疑問点でありまして、 ------------------------------------ 私は運動方程式を立ててみました。 aをA、Bに共通の加速度とすると、 【Aについて】 12kg x a = Ta - 12kg x 9.8 ... (iii) 【Bについて】 15kg x a = 15kg x 9.8 -Tb ... (iv) また、ここで、滑車の回転運動について I:滑車の慣性モーメント、 α:滑車の角加速度、r:滑車の半径 とすると、 Iα = (Tb - Ta)r ...(v) なお、滑車の質量は無視するため、実は滑車の慣性モーメントIはゼロ であり、上の式(v)より、 Tb = Ta ...(vi) この時点で、上述の模範解答と全く異なることは明らかです・・・。、 実際にTa (つまりTb)を (iii),(iv)から求めると、 Ta = Tb = 13N となりました。 なお、a = 0.11 m/s^2 ------------------------------------ なぜ、このような違いが生じるのか分からずにおります。 基本的な何かのミス、考え違いなのだと思われますが、どうかヒントを頂きたく 宜しくお願い致します。 三角比の問題で比は使わないのか 三角比の問題をやっていたとき解答では多分、一切比で辺の値を求めていませんでした。省略されていたのでわかりませんが公式で求めたことになっているのかもしれません。 私は比で辺の値を求めたので、比を使わない方法は知りませんでした。三角比では比の値は使わず、sin,cos,tanで全て求められるのでしょうか。 三角比の(180-θ)の問題について 三角比の問題で、sin123°=(180°-57°) というこのθの57°っていうのは、どこから出せばいいんですか? 注目のQ&A 「前置詞」が入った曲といえば? 緊急性のない救急車の利用は罪になるの? 助手席で寝ると怒る運転手 世界がEV車に全部切り替えてしまうなら ハズキルーペのCMって…。 全て黒の5色ペンが、欲しいです 長距離だったりしても 老人ホームが自分の住所になるのか? 彼氏と付き合って2日目で別れを告げられショックです 店長のチクチク言葉の対処法 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科(小学校・中学校)化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他(自然科学) カテゴリ一覧を見る あなたにピッタリな商品が見つかる! OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど