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Physics Senior High

物理基礎 (オ)の答えをどうやって導き出しているかが分かりません。

対話 基本例題 21 糸でつながれた2物体の運動 質量Mの物体Pを滑らかで水平な机の上に置き, 物体に軽い糸を付けた。 そして, 机の端に固定した軽 い滑車を通して他端に質量mのおもりQをつるして 手ばなした (図1)。 以下, AさんとBさんの会話の 空欄①~④には語群から適語を選び, (ア) (オ)に は適当な式を入れよ。 重力加速度の大きさをg とする。 図1 A:物体の運動は,まず物体にはたらく力の図示からp だね。軽い糸は滑車にかかっていない部分と滑車 にかかっている部分で3分割してあるよ (糸 I, 糸ⅡI. 糸ⅢI)。 B : 物体Pとおもり Q に重力以外の力がはたらくのは, 2物体が接触しているところだから, 図2の○を作 用点として力がはたらくことになるね。 糸ⅡIの両 端はそれぞれ糸 I, 糸ⅢIIと接触し,糸ⅡI の真ん中 にある○は, 滑車と接触している代表点を示しているよ。 A:Pにはたらく ( ① ) と ( ② ) はつり合っているから,Pにはたらく (③)でPは水平方向に加速度運動することになるね。 (③)の大きさ を T, 加速度の大きさをaとして,Pの運動方程式を書くと (ア)…(i) となるよ。 糸Iの運動方程式はどうなるんだろう。 B:糸Iの左側にはたらく力は(③)と(④) の関係にあるから,その大 きさはTで,糸I の右側にはたらく力の大きさをTとして糸Iの運動方程式 を考えると・・・ああ、そうか!糸Iは軽い糸だから質量0と考えると運動方 程式は、0×α=(イ)となって, T'′ = Tになるんだね。 M 物体P 図 2 糸 I 滑車 滑車 おもり Q m 糸 Ⅱ Go 糸Ⅲ

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Physics Senior High

この問題の(2)の解き方はこれで合ってますか あまりよく理解できなかったので解説もお願いします

6 図に示すように, 水平で表面がなめらかな 台の上に置かれた質量 3mの物体 A と滑車 Pを糸で結び, 台に固定された滑車 Q にかけ る。さらに,質量 2m のおもりBと質量m のおもりCを糸で結び, 滑車Pにかける。 た だし, 滑車の重さは無視でき, なめらかに回 転するものとする。 糸の重さも無視でき, 伸 び縮みはしないものとする。 重力加速度の大 きさをgとする。 さらに, A,B,Cの運動 は、 すべて等加速度直線運動とし、空気の抵 抗は無視する。 以下の問いに答えよ。 (1) 物体 A を動かないように固定し, おもり B, Cから静かに手をはなすと, B, C はそれぞれ下方および上方に運動し始めた。 (a) おもりB, Cの加速度の大きさα」を,g を用いて表せ。 P BØD 2m m 3 m 水平な台 (b) おもりBとCの間の糸の張力 T1 を, m,g を用いて表せ。 (2) 次に, A, B, C をもとの位置にもどし, B, C から静かに手をはなすと, 静止して いた A は台の上をすべり始め, B, Cは滑車Pに対してそれぞれ下方および上方に 運動し始めた。 (a) 物体 A の加速度の大きさα2 を g を用いて表せ。 (b) 滑車Pと物体Aの間の糸の張力 T2 を, m, g を用いて表せ。

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