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3運動の法則
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|23. 〈滑車と物体の運動)
次の設問では、糸および滑車の質量、 ならびに物体の大きさは
ないものとする。また、糸は伸び縮みしないものとし、 滑車はな
めらかに回転できるものとする。重力加速度の大きさをgとして、
次の設問に答えよ。
[A) 図1のように, 質量 mの物体Aと質量5mの物体Bを糸
1で結び、滑車Pにつるす。 さらにこの滑車Pと物体Cを糸2
で結び,天井から糸3でつるされた滑車Qにつるす。
(1) 物体 A,物体Bおよび物体Cを同時に静かにはなしたとき,
物体Aと物体Bは動きだしたが, 物体Cは静止したままであ
った。物体Cの質量はいくらであったか。数字ならびに m,
gの中から必要なものを用いて答えよ。
[B] 次に,図2のように, 物体Aと物体Bを同じ高さに固定し,
図1の物体Cを糸2から取り外す。その後,糸2の右端を一定
の大きさFのカで鉛直下方に引くと同時に, 物体Aと物体Bを
静かにはなすと, 滑車Pは上昇した。物体の運動中に,滑車ど
うしの接触や物体と滑車の接触は起こらないものとする。数字
ならびに m, g, F, dの中から必要なものを用いて次の設問に
答えよ。
(2) 物体Aと物体Bを静かにはなした後の,糸1の張力の大き
さはいくらか。
(3) 物体Aと物体Bの高さの差がdになった瞬間の物体Aの速さはいくらか。
天井
糸3
滑車Q
滑車P
糸2
糸1
物体B
物体C
物体A
m
5m
図1
天井
糸3
滑車Q、
滑車P
糸2
糸1
物体B
カF
物体A m
5m
図2
(19 九州工
-24. 〈動く斜面上の糸でつるした小球〉
水平面に対する傾角が0[rad] のなめらかな斜面 ABを
った台Pがある。その斜面上に質量m[kg] の小球Qを
とフ