締切済み ヒモの張力・長さとおもりのつり合いの問題について 2021/07/27 12:42 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! みんなの回答 (1) 専門家の回答 みんなの回答 nananotanu ベストアンサー率31% (714/2263) 2021/07/28 06:31 回答No.1 Bとは? 質問者 お礼 2021/07/28 08:11 すみません。画像を載せ忘れました。改めて質問しなおさせていただきます。 通報する ありがとう 1 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 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。 [高校物理/力学分野]張力の大きさについて 高校物理の力学分野についての質問です。 ある糸があったとして、その両端に、質量の異なる物体が結びつけられているとします。 この場合、糸に働く張力は、同じになるそうなのですが、 なぜ同じになるのですか? 糸と結びつけられている物体の質量が異なるならば、 その張力も、質量によって違ってくるんじゃないかなーと思ったのですが、 そんなことはないのでしょうか? 釣り合いに関する問題なのですが、教えてください。 現在、問題集をやっているのですが、少ししか解けていません。それに、解けていると呼べるかわかりませんがこうなりました。 T=(W/2)tanθ、V=W、H=(W/2)tanθ すみませんが、解き方を教えてもらえないでしょうか。あと、下手ながら図も添付ししました。 重さW、長さLの棒ABが鉛直方向と角度θだけ傾いた状態で、A点で水平な糸ACにより、B点で回転支点により支えられている。重力加速度の大きさはgとし、次の問題に答えよ。 (1)糸の張力をT、棒が支点Bで受ける力の水平成分をH、垂直成分をVとして、水平方向と垂直方向の力のつり合い式を求めよ。 (2)支点Bの周りの力のモーメントのつり合い式を求めよ。 (3)糸の張力Tを求めよ。 (4)H、Vの大きさを求めよ。(ただし、m、gを用いて表せ。) 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。 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・・・ おもりのつり合いの問題 この問題が全く解けません。どなたか分かりやすく解き方を教えてください。 長さ1.0mのひもに重さ10Nのおもりをつけて、天井からつるす。このおもりに水平方向の力Fを加えて、水平方向に0.50mずらしてつりあわせるには、力Fの大きさをいくらにすればよいか。 また、このときのひもの張力Tの大きさを求めよ。 剛体のつりあいの問題ですが 長さL(m)、重さW(N)の一様な棒がある。 棒の一端をなめらかなちょうつがいで鉛直な壁に取り付けて、壁の点Cから棒の他端に糸を張り、棒が水平になるように支える。棒と糸のなす角が30度として次の問に答えよ。 (1)糸の張力を求めよ (2)Aにはたらく抗力の水平方向と鉛直方向の成分は大きさいくらか (1)ですが、 張力をTとすると、鉛直方向のつりあいで W=Tsin30° だと思うのですが、 ちょうつがいにはどのような力が働くのですか? 摩擦力はあるのですか? まだ問題慣れしていなく、理解ができません。 お願いします。 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。 剛体のつりあい この問題なんですが教えてください。 長さL(m)重さW(N)の一様な棒がある。棒の一端Aを滑らかなちょうつがいで鉛直な壁に取り付けて、壁の点Cから棒の他端Bに糸を張り、棒が水平になるように支える。棒とイトのなす角が30度として、次の問いに答えよ。 1)糸の張力を求めよ。⇒なんかAのまわりの力のモーメントが0だからどうのこうのいってたのですが、そこがよくわからないので教えてください。 つりあいの式 図のように質量mの物体A,Bが糸でつながれている状態で、 物体Aに水平方向の力Fを加えたところ、静止した。このときの糸の張力を求めよ。 という問題で、糸の張力をTとおいて、次のような釣り合いの式を考えました。 水平方向:F+Tcos(θ1)-Tcos(θ2)=0 鉛直方向:Tsin(θ1)+Tsin(θ2)-2mg=0 ・・・ (A) (右向き、上向きを正としています) ゆえに、(A)式より、 T=2mg/(sinθ1+sinθ2) と答えを求めたのですが、解答を覧てみたところ、T=mgsinθ2となっていました。 この考え方だと何がいけないのでしょうか? 単振り子と力学的エネルギーの問題を教えてください 物理の次の問題ですが、糸の張力の最小値が与えられていて、速度の情報が与えられていない場合はどうやって解けばよいでしょうか。解答を教えてください。 物理問題解説 公式の使い方も分からないのに物理を取らなければならなくなってしまった文系です。 次の問題の解説をなるべく詳しく、答えを明記せずにお願いします。 なめらかな机の上に質量Mの物体Aを置き、質量mの物体Bと糸で結ぶ。 物体Bは滑車を通して机の側面につりさげる。 てを離したところ、Aは等加速度aで右向きに運動した。 重力加速度の大きさをgとする。 糸は伸びずまた、その質量は無視出来るものとする。 以下の問いに答えよ。 1)糸の張力をTとして、A,Bの運動方程式をつくれ。 2)加速度aを求めよ。 3)糸の張力を求めよ。 4)M>>mのとき、糸の張力はいくらになるか。 また、M<<mのときはどうか。 モーメントのつりあい 長さLの棒の一端Aをちょうつがいで鉛直な壁にとりつけ、他端Bには重さW1のおもりをつるす。棒の中央Cに糸をつけ、この糸を水平に壁にDでとりつけて、ABが水平方向と45°をなすようにした。 棒の重さを無視した場合、糸CDの張力T1はいくらか。 また棒の重さを無視できず、棒が一様で重さW2の場合には、糸CDの張力T2はいくらか。 この問題の解答解説をお願いします(>_<)(>_<)(>_<) 棒のつり合いの問題です。 ~問題文~ 変形しない軽い棒AB があり、A 端はちょうつがいで壁に付けられ、 B 端には重さWのおもりがつるされている。 糸CD をAB の中点に付けて図2のように支えたときで、 糸の張力T およびA 端がちょうづかいから受ける抗力の大きさR と向きを求めよ。 ~質問内容~ 図2が理解できません。 点Aまわりの力のモーメントで考えて式を立てるのはわかるのですが… そこからもう手づまりです。 物理I 力のつりあい 物理I 力のつりあい 天井から質量mのおもりを糸でつるし、ばね係数kのばねを用いておもりを水平に引くとき、糸が鉛直とΘの角をなしてつりあった。重力加速度をgとして次の問いに答えよ。 (1)糸の張力の大きさを求めよ。 (2)ばねの伸びを求めよ。 という問題で、答えが(1)mg/cosΘ (2)mgtanΘ/k です。 なぜこの答えになるのか、解説をみてもわかりません。 解説お願いします<(_ _)> 張力!!! 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?? 加速度の大きさと糸の張力 それぞれの質量m1,m2,m3の物体A,B,Cを軽い糸で繋ぎ、物体A,Bを水平方向と角θをなす摩擦のある斜面にのせ、物体Cを滑らかな滑車を通してつるす。物体Cを動かないように押さえている手を静かに離したら、物体Aは滑り落ち始めた。物体A、Bと斜面との動摩擦係数はいずれもμとし、重力加速度をgとして、次の問いに答えよ。 加速度の大きさをa AB間の糸の張力をT1,BC間の糸の張力をT2とする。 物体A,B,Cの加速度の大きさと、AB間、BC間の糸の張力をそれぞれ求めてください。 張力の向き はじめまして A B C ■-----■-----■--------→P ------→x ここは 水平な床の上とします。 糸で結ばれた3個の質量の等しい物体mが水平な床の上に置かれ、 右方向にちからPを受けて、x方向に直線運動をしている。 糸はたるまず、伸縮しないものとする。 ・物体A-B間に働く張力をT1、B-C間に働く張力をT2とする場合、 T1、T2の向きがよくわかりません。 A B C ■←-----→■←-----→■←--------→P ------→x このような張力の向きと考えたのですが、どうでしょうか?? 初歩的な質問ですみません。 物理の「力のつりあい」の問題が分かりません。 図に示すように、長さLの棒に一端Aをちょうつがいで鉛直な壁にとりつけ、他端Bには重さW1のおもりをつるす。棒の中央Cに糸をつけて、この糸を水平に壁にDでとりつけて、ABが水平方向と45°をなすようにした。 (1)棒の重さを無視した場合、糸CDの張力 T1 はいくらですか。 (2)棒の重さを無視した場合、点Aから棒に働く力Rはいくらですか。 (3)棒の重さが無視できず、棒が一様で重さがW2の場合には、CDの張力 T2 はいくらですか。 注目のQ&A 「前置詞」が入った曲といえば? 新幹線で駅弁食べますか? ポテチを毎日3袋ずつ食べています。 優しいモラハラの見抜き方ってあるのか モテる女性の特徴は? 口蓋裂と結婚 らくになりたい 喪女の恋愛、結婚 炭酸水の使い道は キリスト教やユダヤ教は、人殺しは地獄行きですか? 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! 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