No.1ベストアンサー
- 回答日時:
こんにちは。
【急】
糸を引っ張るとき、引っ張った力は糸全体に瞬時に届くわけではありません。
糸を伝わる音の速さ(糸における音速)で伝わります。
ですから、急に引くと、近くのところが切れます。
【ゆっくり】
ゆっくり引くと、引っ張る力は上の糸と下の糸とで差がなくなります。
この場合、力がより多くかかるところが切れます。
上の糸にはおもりの力がかかっていますが、下の糸にはかかっていません。
下の糸にかかる力 = 引っ張る力のみ
上の糸にかかる力 = 引っ張る力 + おもりの力
ですから、上の糸が切れます。
トイレットペーパーで実験してみるとよいです。
急に引っ張ると、手元に近いところで切れます。
No.2
- 回答日時:
問題は、
--- 天井
| 糸
● おもり
| 糸
↓ 引っ張り力
ということですね。
ゆっくり引くということは、加速度が小さい(0とみなせる)ということです。その場合は、
下の糸にかかる力=引張り力
上の糸にかかる力=下の糸にかかる力+おもりにかかる重力
なので、上の糸が切れます。
速く引くと、加速度aがかかるので、
下の糸にかかる力=引張り力
上の糸にかかる力=下の糸にかかる力+おもりにかかる重力-おもりの質量*a
慣性の法則により、おもりはその場にとどまろうとするので、それを動かすために余分な力が必要なわけです。
aが十分大きくて、おもりの質量*aがおもりの重力より大きいと、上の糸にかかる力のほうが小さくなります。
なお、No.1回答にある、力が糸を伝わる速さは超音速になるはずで、それより速く引っ張らないと回答の状態にならないので、それは無理だと思います。
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