下の問題115について質問です。見ずらくてすいません。 糸は、AとB両方から同じ力で引っ張られて釣り

下の問題115について質問です。見ずらくてすいません。

糸は、AとB両方から同じ力で引っ張られて釣り合ってるにもかかわらず、AやBとともに加速度を持って動くのは何故でしょうか？
釣り合っているのであれば、加速して動くのではなく、等速か静止では無いのでしょうか？

どなたか教えていただけるとありがたいです。

No.3 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2021/01/27 23:42

糸に限定しての話ですね

糸に質量があれば　たしかに貴方の考えた通りになります
しかし、この問題では軽い糸とされています
これは糸に質量がないという意味です
質量がなければ
ma=Fにm=0として
0a=F　となりますよね
で、張力は糸の両端に逆向きに同じ大きさでかかるので
糸に働く合力Fも0です
ゆえに
0a=0という状態
このとき　aは定まらないのです
a=0もあり得るし
a=1も
a=2も
その他もあり得るのです

で、今回はBのほうが重く、かつAは摩擦のある面から運動を妨げる向きに動摩擦力を受けています
ですから、(常に）糸がたるむ要素がありません
ということは、ABの距離（直線距離ではなくて、A、Bが移動する道筋におけるA,Bの距離）は常に一定です
ということは糸はあたかもA,Bと一体的で
つねにピンと張っていて
従って加速度はA,Bのものに等しいということができます

この回答へのお礼

なるほど！
aはどんな値を取ろうともm＝0より結局F＝0となるわけですね。
よく分かりました。
ありがとうございます。

ちなみになのですが、もし糸に質量がありm≠0だったとするとF≠0となりますが、その場合のFは一体どこからの力なのでしょう？
ただの興味本位です。すいません。

お礼日時：2021/01/28 00:00

No.4 回答者： masterkoto 回答日時： 2021/01/28 00:09

ちなみになのですが、もし糸に質量がありm≠0だったとするとF≠0となりますが、その場合のFは一体どこからの力なのでしょう？

ただの興味本位です。
＞＞＞　糸の両端を引っ張る力に差があり、その差がFということになります
（この問題で言うなら　Bが糸を引く力＞Aが糸を引く力で
F=Bが糸を引く力ーAが糸を引く力）

なお、詳しく解析したいなら　
糸を細かく分割して考えることです
ｎ等分に分割なら　質量ｍの糸は
m/nの質量をもつｎ個のパーツから構成された物体ということになります
このパーツ一つ一つは　すぐ両隣りにあるパーツから力を受けます
このように考えて
個々に運動方程式を立てて解析するのです・・・

この回答へのお礼

なるほど、、、。
分かりました。ありがとうございます。

まだ僕には早そうです、、、。
とりあえず直近の疑問は片付きました。
本当にありがとうございました！

お礼日時：2021/01/28 00:16

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2021/01/27 23:17

＞糸は、AとB両方から同じ力で引っ張られて釣り合ってるにもかかわらず

糸の張力は「１本でつながっていて伸び縮みしない」という条件なので「張力は一定」ですが、物体Ａに働く力と張力、物体Ｂに働く力と張力は、それぞれつり合ってはいません。
つり合っていないので「合力」は 0 ではなく、それによって運動が変化します。その「0 ではない合力」と「運動（加速度）」の関係が「運動方程式」です。

もしつり合っているなら、合力は 0 ですから、運動方程式
　0 = ma
より
　a=0
つまり「加速度 0 = 運動は変化しない」です。

この回答へのお礼

ご丁寧にお答え頂きありがとうございます。

AとBのそれぞれにかかる力を書くと、それが釣り合っていないのは分かります。
それはわかるのですが、糸だけに着目したときに、糸の力は釣り合っているにもかかわらず、糸が加速度運動をするのが、糸の運動方程式を考えても示されないような気がします。下のような感じです。

糸はA,Bから同じ力で引っ張られるため合力0
よって糸の質量を例えばmとすると
0＝ma
よってa＝0なので、糸は加速度運動をしない

こうはなりませんか？

お礼日時：2021/01/27 23:26

No.1 回答者： muraissei 回答日時： 2021/01/27 23:13

糸は、AとB両方から同じ力で引っ張られて釣り合ってるにもかかわらず

＞ここがおかしいかな


Aは糸から力を受けますが、その力はBに働く重力です

運動方程式を書くとわかると思います。
直感でわからないことがわかるのが物理の凄さです