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なめらかな水平面上に質量2、0kg、3、0kgの物体A、Bを置いて、軽い糸でつなぐ。Aを水平に8、0Nの力で引く。

A、Bそれぞれについて運動方程式を立て、各問いに答えなさい
(1)A、Bの加速度の大きさαは何m/s²か?

(2)AB間の糸の張力Tは何Nか? この問題の答えと解説をして欲しいです。

質問者からの補足コメント

  • 4行目からが質問文となっています。読みづらくてなってしまいすみません。

      補足日時:2018/08/03 15:05

A 回答 (2件)

No.1です。

「お礼」に書かれたことについて。

>Aの運動方程式は立てられたのですが、bの運動方程式には8.0がなぜいらないのかが分かりませんでした。

きちんと、作用・反作用も含めて、「Aに働く力」「Bに働く力」を図に示してみてくださいね。「Aを引く力 8.0 N」は、Aにしか働きませんよね? 
Bに対しては、「張力」を介して力が働きますよね? そしてBに働く力はその張力しかありませんよね?

運動方程式は、何となく間接的に働いている力はきっぱりと捨てて、本当に直接働いている力だけで立てます。
何となく「働いていそうだよな~」という「忖度力」を入れてはいけません。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました!運動方程式はその物体に対して働いてる力のみだったのですね。すごく助かりました!!

お礼日時:2018/08/03 19:09

「カンマ」と「ピリオド」をキチンと使い分けてくださいね。


質量は 2.0 kg, 3.0 kg, 引く力は 8.0 N ですね?

>Aを水平に8、0Nの力で引く。

どの方向に引きますか? Bの方向? Bの反対方向? Bを中心とした円周方向?

どうやら「Bの反対方向」で、間を介した糸経由でBも引っ張るのですね? 糸は伸びたりたるんだりしないという条件で。

>A、Bそれぞれについて運動方程式を立て

運動方程式は立てられたのですか?
運動方程式は、「働く力」と「運動の変化」を結び付けた方程式です。「運動の変化」は「質量と加速度」の積で表します。

AB間の糸の張力を T (N) として
Aの運動方程式:Aには「引っ張る力」と、その逆方向に張力が働く。
 mA*aA = 8.0 (N) - T
Bの運動方程式:Bは、張力だけで引っ張られる。
 mB*aB = T

糸が伸びたりたるんだりしなければ、aA = aB なので、これを a と書いて
 2.0 * a = 8.0 - T  ①
 3.0 * a = T    ②

これが運動方程式です。書けましたか?

(1) ①+②より
 (2.0 + 3.0)a = 8.0
→ a = 8.0/5.0 = 1.6 (m/s^2)

(2) これを②に代入して
 T = 3.0 * 1.6 = 4.8 (N)
(もちろん、①に代入しても同じ結果です)
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この回答へのお礼

Aの運動方程式は立てられたのですが、bの運動方程式には8.0がなぜいらないのかが分かりませんでした。良ければ教えていただきたいです。

お礼日時:2018/08/03 16:25

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Q糸の張力の向き

ともに質量mの物体A、Bが水平でなめらかな面の上に糸でつながれて
置かれている。 物体Aに一定の大きさの力Fを加えて引っ張るとき、
1、物体A(およびB)の加速度の大きさはいくらか
2、物体AとBをつないでいる糸の張力の大きさはいくらか

という問題で、受ける力の向きがどうしてこうなるのかわかりません。
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 □→←□ー→F
右方向に引っ張られるのであれば、Bも右に引っ張られる
はずではないのでしょうか。
AB間において、どうして矢印がちょうど半分の大きさで、
右と左に分かれるのでしょうか。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

三たび登場。

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>Bにかかる(水平方向の)力は、糸の張力だけです。
>糸は、自分自身では張力を発生させることができない。
>糸の端を引っ張ってくれる人(物)がいるから、ぴんと張る、つまり、張力が発生する。
という部分です。
これって、「人物が物体を引っ張る力F」と「物体Bにかかる糸の張力」は
別物だから物体Bに着目した図が間違っているということなのでしょうか?


Fは糸の張力に間接的にかかわってはいますが、Bに触っているものは、なめらかな面のほかには糸しかないので、Bにかかる水平方向の力は糸の張力だけである、ということになります。
万有引力とか電気・磁気の力は、離れていても力を及ぼすことができますが、この問題は、そういうこととは無関係ですので、Bにかかる水平方向の力は糸の張力だけです。


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