物理添削-どんなもんだい?こんな問題!
2nd シーズン第2週 その3>
出題:令和3年9月29(水) 提出リミット: 10月8日 (金)
組 氏名:
糸でつながれた2物体の運動方程式
図のように質量 M (kg] の台車Aに質量 m (kg]のおもり Bを,なめらかに回る滑車を通して軽い糸で結
び,静かに手を放した。台車の乗っている面は,水平でなめらかである。ただし、
重力加速度の大きさをg [m/s°] とする。
B
糸の張力の大きさを T [N],生じる加速度の大きさを a[m/s°] として台
車,おもりそれぞれの運動方程式を立てよ。
B
分-TーMの
かもり
M=5.0kg, m=2.0kg, g=9.8m/s? として, 台車とおもりに生じる加速度の大きさはいくらか。
(mg-T) -ma
(1), (2)の問題を効率的に解くために, グラフを作成したい。
M とmの代わりに, それぞれk·m(mのk倍。kは比例定数)とmを用いる.すると, 加速度が「台車と
おもりの質量比k」 によって決まることが明らかになる。
このことを踏まえて,kと加速度の関係を表すグラフを作成しなさい。
ただし、横軸をk, 縦軸を加速度aとし,別紙での提出も可とする。
M=3.0kg とするとき, 加速度aが(2)の答と一致するよう, おもりの質量mの値を決めたい. グラフを利
用して m の値を求めなさい。
