すみません。宿題なんですが、

・定滑車の1方の端をAさんが、他方の端をBさんがつかむ。
・2台の体重計にAさん、Bさんがそれぞれ乗る。
・2人が体重計に乗ってから、Aさんがロープを下向きに引く。

これで、Aさんがロープを引いたら、引く前と比べてAさんの体重計の値もBさんの体重計の値もどちらも小さくなるそうなんですが、何故ですか?

A 回答 (6件)

定滑車の両側に、最初からぶら下がっているとしたら、どうでしょう。

2人の体は浮きますよね。(同じ体重じゃないと、動いてしまいますが・・・)つまり、二人共、体重は0になります。

この極端な状態を考えると、滑車に両側が引っ張らられることで、体重が減ることが容易に想像できます。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
かなーり、わかり易いです!

お礼日時:2015/12/30 18:12

当たり前でしょうが!


Aが引っ張るんだから、Bは上の方向に力を受ける・・・Bの体重計はより小さい値を示す。
Aは、ロープからの反力で上の方向に力を受ける・・・同上
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
でも、いきなり怒鳴らなくても、いいと思いますが。。。
反力って、反作用のことですか?引っ張る力の反力だったら、同じ大きさ・反対方向になりますよね。
んー、よくわかりません。

お礼日時:2015/12/30 18:16

#1 の訂正 



**********************************************************
これが成り立つ特殊な例を想像しました。

☆ ⑴ロープが短くて、AもBもロープにぶら下がった状態になって、つり合いがとれている場合。
   つまり、AもBも、バランスをとりながらも、両者共に、体重計からは、引き上げられる場合には、両者ともに、体重計に示  される重さの量は、減ることが考えられる。

★ ⑵Aの体重より、Bの体重が重く、Bの引く力とBの引く力が同じ場合、最初、AがBを引き上げた瞬間は、Bの体重計は、上に  引き上げられるので、その重さを示す量は減ることが考えられる。
   但し、その場合、一旦は、Bを引くためにかかった重力により、Aの体重は重くなるが、その後、Aが同じBの体重とBの引く  力により、体重計にかかる重さを減らす程に、Aが引き上げられ、場合には、結果、体重計にのっているAの体重の量は、一時  的に、Bの押し戻す力により、減ることも考えられる。但し、最終的にバランスがとれる状態になった時には、Aの体重が、B  より軽い場合には、Aは重くなると推測される。従って、この問いに対して、Yesとは良いがたい。

★ 但し、以下のような場合にも、体重が軽くなることはないと考えました。

  ① 上記⑵で、最終的にバランスがとれた状態。

  ② 単純に、両者AとBが、体重計にのったまま、上に引き上げられることなく、つり合いがとれている場合。

  ⓷ Aが、体をロープで縛る等、何らかの形で体重計から上に引き上げられる状態にならない限り、Aが軽くなることはないと    考えます。

  ④ 仮に、Aが自分自身を引き上げるように、以下のような仕掛けを作ったとしても、Aにかかるひっばる力には変化がありま    すが、体重そのものは、体重計から上に、Aの身体が直接引き上げられる以外には、引く力が加重され、体重計の体重     は、重くなることはあっても、軽くなることはないと思います。

 つまり、具体的には、以下の通りです。

 定滑車が、Bの上に、大きな定滑車が1台(ィとします)、イと同じ高さで、Aの頭上に大きな定滑車ロがあり、その下に小さな定滑車ハがあるとします。

Bは、Bの上の定滑車の下で、ロープの端を持ち、Aに引き上げられる時には、Bは、真上に引き上げられるようになっている。

Aは、異動する箱の上に体重計を載せて、その体重計の台にのっている。

Bのロープを、まず、ィの定滑車にかけ、そのまま、Aの上にあるロの定滑車にかけ、さらにAがのっている移動する箱に通し、さらにその紐を、Aの頭上にあるロの下の小さなハの定定滑車にかけ、その端をAが下に引っ張る。

   定滑車 ローーーーーー定滑車ィ
| |
  | ハ\ |
| /   \ |
[____A____]      B


定滑車の場合、Aの引っ張る力は、Bを引っ張られる力と同じ。

但し、Aが、自分の体重を引き上げる時には、Aがのっている箱が動滑車の役割を果たすので、Aにかかる力が軽減する。その軽減した力と同じ力で、Aは、ロープの端を下に引き下げるので、結果、

従って、Aの力は、Bを引き上げる時と同じ力がまず加わる。
次に、もう一つの定滑車を使用して、Aが自分を引き上げる時には、2本のロープにぶら下がるような格好になるので、Aの引き上げる力は、(Aの重さ+Bを引き上げる時の重さ)×1/2 
 但し、大事なことは、これは
 『Aの引くための力の量(重さ)の変化のことであって、Aの体重の変化を示しているわけではありません。』

 ですから、箱ごと、自分の体が上に移動したとしても、箱ごと移動している間、Aは、体重計から上に、Aの身体が引き上げらる状態が発生しない限り、体重は、Bを引き下げる力の影響を受けて、重くなったとしても、軽くなることはないと思います。

 #1では、忙しさのあまり、よく考えずに答えてしまい、間違えました。ここにお詫びして、訂正します。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

何回もありがとうございます。
とても詳しくありがとうございます。よーく考えてみます。

お礼日時:2015/12/30 18:14

何故か、といえば、滑車が天井からぶら下がっているとして、天井が「ぎしぎし」と下に引っ張られて体重計の減った分の重さを支えりからです。



もし、天井から滑車を吊るしたところに「バネばかり」を設置すれば、2つの体重計で減った分の重量が、この「バネばかり」で増えます(「もともとの滑車の重量 + 2つの体重計で減った分の重量」となる)。

もし、弱い天井なら、ドスンと抜けて、滑車が落ちて、また2つの体重計は元に戻って増えます。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
天井が引っ張られる力は、滑車の重力+Aさんが引っ張った力になるんですかね。

お礼日時:2015/12/30 18:09

どちらもロープの「張力」の分だけ


体重計の値は小さくなります。

「何故」かというと、ロープで引っ張られるから。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
なるほど、張力の分、軽くなるのですね。ちょっとわかったような気がします。

お礼日時:2015/12/30 18:07

Aさんの体重をα Bさんの体重をβ α<βとします。


定滑車ですから、そのままの時には、Bさんの引く力はαになります。

しかし、Aさんは、体重計に乗っています。
ですから、少なくとも、Bさんに引き上げられた分は、減ります。
 
つまり、Aさんの浮いた場合の重さをɤとすると
求めるɤは 1/2α≦ɤ<α ∵引き上げられるか浮いた状態で釣り合っていると考えられるから。

しかも、αよりβが重く、1/2α≦ɤ<αと釣り合うので、

∴ベータも軽くなると考えられます。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

さっそくありがとうございます。
んー、難しいです。しっかりご回答を読んで、よく考えてみます。

お礼日時:2015/12/30 18:06

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q高校物理  人を乗せた板での力のつりあい

なめらかに回転する滑車が天井に取り付けられ、
滑車にかけられたひもの一端には人を乗せた板がつながれている。
板の質量は10kg、人の質量は50kg、重力加速度は9.8m毎秒毎秒とする。
ただし、ひもと滑車の質量は無視する。
(1)人を乗せた板を吊り下げたひもの他端を別の人が引き、板を床から浮かせるためには、
少なくとも何Nの力が必要か。
(2)板の上の人が自分でひもを引き、板を床から浮かすためにはすくなくとも何Nの力が必要か。
(3)板上に2kgの体重計を置き、その上にその上に人が乗る。
その体重計に乗った人が自分でひもを静かに引いた場合、板が床から離れたとき、
体重計は何kgをさしているか?

(2009 神戸学院大)

ちなみに答えは(1)588N(2)294N (3)19kg   となっています。
(2)(3)は解説読んでもわからないのでどなたか解説お願いします。
できれば、図をつけていただけると嬉しいです。
長文失礼しました

Aベストアンサー

>(1)人を乗せた板を吊り下げたひもの他端を別の人が引き、板を床から浮かせるためには、少なくとも何Nの力が必要か。

 これは最もシンプルなものですね。持ち上げるべき重量は50+10=60kg重で、単位をニュートンに直すには、重力加速度9.8m/^2を掛ければいいです。60×9.8=588N。

>(2)板の上の人が自分でひもを引き、板を床から浮かすためにはすくなくとも何Nの力が必要か。

 板が床から浮くために、ロープにかかる張力をTとします。これは人がロープを引く力になります。とりあえず、Nでなくkg重で考えます。

 まず、人は自分の出したTの力で上に引かれています。乗っている板にかかる力は張力Tだけ減りますから、その力は下向きで、50-Tですね。

 同時に、板はTの力で上に引かれています。この力が人を上に押し上げる力は板の重量10kgを差し引けばよく、上向きにT-10です。

 人が板を押し下げる力より、板が人を押し上げる力のほうが大きければ、人(と板)は浮いていられます。

人↓:50-T
━↑:T-10

ですから、

 T-10≧50-T

であればいわけです。整理すると、2T≧60 ∴T≧30となります。最低でも30kg重の力で引く必要があり、Nに換算するには9.8を掛けて、30×9.8=294Nとなります。

>(3)板上に2kgの体重計を置き、その上にその上に人が乗る。
>その体重計に乗った人が自分でひもを静かに引いた場合、板が床から離れたとき、体重計は何kgをさしているか?

 (2)と同じような状況ですが、板が12kgだとして、人が板に何kg重の力がかかるかということですね。(2)と同じように考えれば、

 T-12≧50-T ∴2T≧62 ∴T≧31 となります。ですので、人がロープを引く最低限の力は31kg重です。体重計にかかる力(体重計の示す体重)は、人がロープを引く力の分減りますから、50-31=19kgとなります。

 もし、以上が分かりにくく、図示しないと分からないといったことがあれば、補足欄で仰せつけください。仰る内容によっては、何か図などを工夫できるかもしれません。

>(1)人を乗せた板を吊り下げたひもの他端を別の人が引き、板を床から浮かせるためには、少なくとも何Nの力が必要か。

 これは最もシンプルなものですね。持ち上げるべき重量は50+10=60kg重で、単位をニュートンに直すには、重力加速度9.8m/^2を掛ければいいです。60×9.8=588N。

>(2)板の上の人が自分でひもを引き、板を床から浮かすためにはすくなくとも何Nの力が必要か。

 板が床から浮くために、ロープにかかる張力をTとします。これは人がロープを引く力になります。とりあえず、Nでなくkg重で考えます...続きを読む

Q動滑車と定滑車を1つずつ使って自分を持ち上げる

東京書籍の新編物理IP163の3で、自分自身を持ち上げる問題がありますが、
持ち上げる力が3分の1になる理屈がわかりません。
どなたか解説していただけますか>

Aベストアンサー

問題図を付けていただけると、適切な答を得られるはずです。(百聞は一見にしかず。)
想像するに図のようになっているのでしょう。
そうすると図に示した1単位持ち上げるには、その間にある3本をそれぞれ1単位短くしないといけませんね。
つまり3単位手繰らないということです。
仕事量 = 力 x 長さ です。
長さが3倍になったということは、力は1/3になるということです。

Q私立中学校の受験問題です。答えは21kgで、20cm引っ張る、とありま

私立中学校の受験問題です。答えは21kgで、20cm引っ張る、とあります。
これは定滑車だと思うので、私は42kgの、40cmだと思いました。
自分が箱の中にいるから、「なんとなく長く引っ張ることになりそうだ・・・」という直観はあるのですが・・・。半分の力ですんでしまうというのは、もっとわかりません。

どなたか、教えてください!

・・・。問題を添付し忘れていました・・・。
再度トライします・・・。

Aベストアンサー

答えの21kgは合っていますが、20cmは間違いではないでしょうか。

ロープは箱の上の面と人の手の2か所を引っ張って、箱と人の重さを支えています。その2か所でロープが引っ張る力は同じですから、手にかかる力は(30+12)÷2=21[kg]です。(単位は本当は重量kgあるいはkg重ですが、小学校ではkgでよいのかもしれません。)

箱が40cm上がったということは、滑車から箱まで(よって手まで)の距離が40cm短くなったということで、ロープの「左」端(箱の上の面とつながっている箇所)から手までの長さは40×2=80[cm]だけ短くなっています。手はこの長さのロープをたぐる必要があるので、答えは80cmであると思います。

Q力学 はたらく力とばねののび(滑車)

力学分野の質問です。おわかりの方、教えてくださいませ。天井に定滑車がついています。それにひもをかけ、片方をひっぱります。そのとき、体重計にのっています。この人の体重は48Kgです。もう一方には、ばねと、そこに物体がつながっていて床の上にのっています。ばねは始めのびていません。例えば、物体が、24Kgとすると、持ち上がるまで、力をかけていくと、体重計のメモリは、48Kgから24Kgまで減っていき、その間ばねはだんだんのびていきます。物体が持ち上がった後も力をかけていくと、体重計のあたいは、ずっと24Kgnのままで、ばねは、とりあえずもっとのびていくのでしょうか???

Aベストアンサー

評論家のような発言をお許し下さい。問題をどう解釈するかです。
出題者は、ゆっくりゆっくりひもを引くということを前提としていると思います。(準静的というのでしょうか。)言い換えると加速度はゼロです。物体が浮き上がった後は、紐にもバネにも24kgの重力しか掛かりません。
No.1 さんのお答えに賛成します。

No.2. さんは加速度の働く系を考えられました。正しいのですが、実際上30kgの力を実現し、持続することは現実的でありませんし、出題者も考えていないと思います。
このような系が本当にあれば、バネの伸びは、30kgに相当した伸び一定でしょう。働く力が重力であろうと、慣性力であろうとフックの法則は成り立ちます。

Q中3理科 仕事と滑車の問題を教えてください。

中3理科 仕事と滑車の問題を教えてください。

こんにちは。中学3年の者です。
理科の問題でわからないので教えてください。

(以下、問題文です)*図は、添付してある物です。
図のような斜面で、質量4kgの物体を引き上げる仕事をした。斜面には摩擦はなく、100gの物体に働く重力の大きさ1Nとする。

(1)
物体を斜面の上まで引き上げたときの、仕事の大きさは何Nか。
(2)
このとき、斜面を引き上げる力の大きさは何Nか。
                             という問題です。

(1)は、解説を見ると、40N×3m=120J となっていますが、なぜ3mなのですか?5mではなぜだめなのでしょうか?仕事の公式は、力の大きさ×力の向きに動いた距離 だったはずなので、力の向きはななめで、動いた距離は5mだと思うのですが。

あと、この問題を斜面を道具だとして考えると、仕事の原理より、力の大きさは半分になり、距離が2倍になるので、20N×6mという考え方でも良いのでしょうか?


(2)は、120J÷5m=24N となっていたのですが、考え方を教えてください。


わかりにくい文章で申し訳ないのですが、できるだけわかりやすく教えていただけると幸いです。
ご回答よろしくお願いします。

中3理科 仕事と滑車の問題を教えてください。

こんにちは。中学3年の者です。
理科の問題でわからないので教えてください。

(以下、問題文です)*図は、添付してある物です。
図のような斜面で、質量4kgの物体を引き上げる仕事をした。斜面には摩擦はなく、100gの物体に働く重力の大きさ1Nとする。

(1)
物体を斜面の上まで引き上げたときの、仕事の大きさは何Nか。
(2)
このとき、斜面を引き上げる力の大きさは何Nか。
                             という問...続きを読む

Aベストアンサー

No.1で答えたことを更にわかりやすくしてみます。
まず、力という者は方向のある値(ベクトル)で、力の方向と
移動した方向が一致していないと計算できないのです。
確かに物体は斜面に平行に5[m]移動しますが、40[N]
は物体の重力なので、計算する方向は鉛直方向でなくては
なりません。

仕事の原理より、
斜面やてこ、滑車を使っても仕事量は変わりません。
そして、仕事量は以下の式で求められます。
仕事量[J]=移動した距離[m]×移動した方向にかかる力[N]

<斜面を使わない場合>
移動する方向は真上ですから、物体の重力ががかかる力に
なりますので、40[N]です。
また、移動する距離は3[m]です。
従って、仕事量=3×40=120[J]

<斜面を使う場合>
移動する方向は斜面に平行な向きです。
距離は5[m]で、斜面に平衡におちようとする力をF[N]と
おきます。
※Fは直接引き上げるよりも小さくなります。
 急な斜面よりも緩やかな斜面が登りやすいのと同じです。
仕事量=5×F
この仕事量は斜面を使わないときと同じなので、
5×F=120  F=24[N]

以上の考え方でもいいですが、本来は斜面に平衡に移動する力は
直接計算するべきです。この問題は物理法則の利用ではなくて、
問題のための問題のような基がします。
斜面を平衡に移動する力=重力×(高さ/斜辺)

 

No.1で答えたことを更にわかりやすくしてみます。
まず、力という者は方向のある値(ベクトル)で、力の方向と
移動した方向が一致していないと計算できないのです。
確かに物体は斜面に平行に5[m]移動しますが、40[N]
は物体の重力なので、計算する方向は鉛直方向でなくては
なりません。

仕事の原理より、
斜面やてこ、滑車を使っても仕事量は変わりません。
そして、仕事量は以下の式で求められます。
仕事量[J]=移動した距離[m]×移動した方向にかかる力[N]

<斜面を使わない場合>
...続きを読む

Q【大至急】この物理の問題の解き方を教えてください!

高1の物理です。
テスト3日前です…
解答はあるのですが、解説がなく考え方がまったくわかりません。
できれば詳しく、お願いします。

 ↓↓

図のように、板上の人が自分自身を持ち上げようとして、滑車にかけた一本の綱の一端を引っ張っている。
人の重さは600N、動滑車の重さは80N、板と板をつるしているロープの重さの和は100Nである。
綱の質量および滑車と綱との間の摩擦は無視できるものとする。

(1)人が綱をT[N]の力で引くとき、動滑車とロープを結ぶ綱にはたらく張力の大きさは何Nか。Tを用いて表せ。
(2)Tを何N以上にすると、板が地面を離れるか。
(3)板が地面を離れたとき、人が板から受けている垂直抗力の大きさは何Nか。


解答:(1)2T-80[N] (2)260N (3)340N

Aベストアンサー

動滑車の左右の張力は同じになるので、動滑車の両側でTずつ
上側に引っ張ってあわせて2×Tでロープと滑車自身を支えている。
滑車の目方が、80Nなので、ロープはその残りの2T-80となる。

人と板とロープの目方以上の力がロープにかかれば、板が地面から
離れるので人の重さが600-Tになることに注意して
2T-80>=600-T+100
3T>=780
T>=260
を得る。
Tが260なので600-260=340となる。

Q有機物と無機物の違いはなんですか?

稚拙な質問ですいません。
有機物の定義とはなんでしょうか?
無機物とどこで線が引かれるのでしょうか?
有機化学と無機化学の違いはなんですか?
髪の毛は有機物?無機物?
ご教授ください

Aベストアンサー

有機物とは基本的に生物が作るもので炭素原子を含む物質です。また、それらから派生するような人工的で炭素を含む化合物も有機物です。ただ、一酸化炭素や二酸化炭素は炭素原子を含みますが無機物に分類されます。
無機物とは水や空気や金属など生物に由来しない物質です。

Q前線が通過した時の風向は

中学理科の天気の範囲で、低気圧の寒冷前線と温暖前線が通過したときの風向の変化の理屈がわかりません。どのように考えればいいのでしょうか?

Aベストアンサー

低気圧に伴う前線でお答えします
まずお風呂で(プールでもよい)板で水を押して見てください
押された水は板に対して直角に流れるはずですこれが前線の前で風が前線に対して直角に吹く原理です
この板が前線に相当し板の動きが前線の後ろの風に相当します
これで前線を挟んで風向が直角に変わる理由が分かってもらえたと思います

前線は二つの方向から風が向かい合って吹くので形成されます
低気圧が出来ると前線がほぼ直角に折れ曲がり寒気が暖気を押し(寒冷前線)暖気が寒気を押す(温暖前線)
前線が折れ曲がったところが低気圧になります
寒気は暖気を押し上げ暖気は寒気を上から押さえつけながらほぼ東へ移動する
これを図に描いてみれば前線の風は一方にしか吹かないのかその理由が分かると思います

Q[高校物理]定滑車に糸が及ぼす力とは?

今、天井から下がる丸い定滑車に、糸が∩の形でかかり、その糸の右端に
質量 m1 の物体、左端に質量 m2 の物体が下がっているとすると(ただし、m1 > m2 )、
滑車Mには下向きの力がかかるらしいのですが、力点は一体
どこなのでしょうか。
糸が滑車に力を及ぼしていると考えるのが自然ですが、
糸は滑車に対して常に平行に接しているので、
力を及ぼせるはずがないのですが・・・。

※ちなみに、運動方程式のモデルとしては、以下を考えています。
m1・a=m1・g-T
m2・a=T-m2・g
M・0=(上方向の力)-2T

何かわかる方いらっしゃいましたら、ご回答いただけると大変嬉しいです。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

滑車の上半分がひもに接していますので、滑車の表面(上半円分∩のところ)の至るところに滑車の中心向きにひもの力がかかっていると考えたらいかがでしょうか。図が書けないので説明がしにくいですが、自転車のタイヤが滑車、スポーク(中心に向かっている何十本かの細い鉄の棒)が力線、といった感じです。それぞれの力線を鉛直方向と水平方向の成分に分解すると、水平成分については、左右対称ですから、合力は0、鉛直方向の合力が2T です。

滑車の表面とひもの間の摩擦が0の場合(ひもが滑っているようなとき)はこれでいいと思います。鉛直方向の合力が2Tになることは、きちんとした式で証明できると思います(中心角θの部分のひもが押す力をΔfとする・・・などで。今すぐ求めろといわれたら私にはは無理です。すみません)

摩擦がある場合はもう少し複雑かも知れませんが、結論は同じだと思います。

運動方程式のモデルはwakabayashiryouさんの考えで正しいと思います。

運動方程式を立てて加速度を求めるときは、滑車の直径(水平方向)が天秤の水平棒という感じで、つまり、滑車の端っこにひもの張力が下向きにかかるとして立式して、不都合はないと思います。

滑車の上半分がひもに接していますので、滑車の表面(上半円分∩のところ)の至るところに滑車の中心向きにひもの力がかかっていると考えたらいかがでしょうか。図が書けないので説明がしにくいですが、自転車のタイヤが滑車、スポーク(中心に向かっている何十本かの細い鉄の棒)が力線、といった感じです。それぞれの力線を鉛直方向と水平方向の成分に分解すると、水平成分については、左右対称ですから、合力は0、鉛直方向の合力が2T です。

滑車の表面とひもの間の摩擦が0の場合(ひもが滑っているよう...続きを読む

Qどうしても使い方がわからない・・・such as とlike

こちらのサイトでも調べてのですが、どうしてもわかりませんでした。 ~のような というときのsuch asと likeの使い分けです。例を用いてなるべく簡単にわかりやすく説明してくださる方いらっしゃいませんか?すみませんが教えてください。

Aベストアンサー

such as ~ のほうは「例えば ~ などのようなもの」という例を挙げるもので、

like ~ のほうは「~ に似ているもの」という類似性を示すもの、

という印象の違いがあると思います。

日本語で「~のようなもの」という言葉には、例を挙げている場合と、形や様子が似ているものを挙げている場合があいまいに混じっているので、和英のときに一緒にまとめられてしまうのですね。


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング

おすすめ情報