糸1を定滑車と動滑車にかけて質量Mの小球Aをつるし、
動滑車には糸2で質量mの小球Bをつるして、A,Bを同じ高さに支えてからはなす。
糸と滑車の質量、摩擦は無視するものとし、重力加速度はgとする。
糸1がAをひく力(糸1の張力)をT1として、糸2がBをひく力(糸2の張力)T2をT1を用いて表せ。
動滑車に働く力を考えれば、2・T1=T2となると思ったのですが
運動方程式で考えると、小球Aの加速度をAとして
小球Aについて:Mg-T1=Ma
小球Bについて:T2-mg=m(a/2)
となり、T2=3mg/2 - mT1/2M となってしまいます
一体どちらが正しいのでしょうか。また、間違っているほうはどこがおかしいのでしょうか。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
どちらも正しいのです。
でも,2つの運動方程式からは,3つの未知数a,T1,T2を求めることができません。2・T1=T2は糸と滑車の質量が無視できることから直接導かれることで,2つの運動方程式とは独立に与えなければなりません。厳密には以下のような考察から得られる関係なのです。滑車の質量をm'とすると,滑車の運動方程式は
m'a/2 = 2T1 - T2
となりますが,m'=0とするわけですから,
2T1 = T2
が成立しなければならないのです。
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