糸を切るとなぜ⑵でTの値が変わるのでしょうか？T2分引かれた値になるのでは？

糸を切るとなぜ⑵でTの値が変わるのでしょうか？T2分引かれた値になるのでは？

質問者からの補足コメント

• 解説です

  
    補足日時：2016/04/11 18:41

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2016/04/11 23:04

状況で張力の大きさは変わります。

　具体的にいえば、重いものがぶら下がって糸が切れそうなときに、手を離してものを落下させれば、張力は小さくなって糸は切れません。

　張力は、ある意味「仮想的な力」「力を伝達するために介在するもの」ですから、「作用・反作用」で決まる「便宜的な力」です。張力自体が積極的に発生するわけではなく、周囲とのバランスで決まります。

　張力の大きさは、「T2分減った値」にはなりません。全体のバランスで、計算し直さないといけません。
　「T2 = Mg 減った分」は、張力ではなく、右側に滑り落ちる力になります。

　問題の場合は、次のようになります。

（１）静止している場合
　　右側の力：（m + M)g
　　左側の力：mg
　実際に働いている力はこれだけだが、これで「動かない」バランスをとるために、左側を下に引っ張る必要があり、T2 = Mg の張力を想定する。
　T1は、滑車の両方で等しくないといけないので
　　T1 = [ (m + M)g + mg + Mg ] / 2 = (m + M)g
　滑車の上の糸の張力 T3 は、T1 の2本分と釣り合うので
　　T3 = 2 × (m + M)g

（２）糸βを切ると
　　右側の力：（m + M)g　　←変わらず
　　左側の力：mg　　←これも変わらず
　働いている力はこれだけであり、アンバランス分の力 Mg が加速度となる。（右側に落ちる）
　つまり、滑車の両端の質量 (2m + M) を、この Mg の力で動かすことから、加速度を a とすると
　　F = Mg = (2m + M)a
より
　　a = Mg / (2m + M)

　張力 T は、滑車の両方で等しくないといけないので
　　T = [ (m + M)g + mg ] / 2 = (2m + M)g / 2
　滑車の上の糸の張力 T3 は、T1 の2本分と釣り合うので
　　T3 = (2m + M)g

この回答へのお礼

丁寧にありがとうございます。

お礼日時：2016/04/14 14:14