✨ ベストアンサー ✨
今回は、糸がたるむ条件を聞かれています。
糸がたるむ、ということは、張力が0になる、ということです。
すなわち、今回は張力が0になるような加速度を聞かれています。
糸がたるんだとき、小球が受ける力は、小球と一緒に動いている人から見ると、右向きの慣性力ma(見かけの力)と、垂直抗力Nと、重力mgであり、小球は静止しているように見えますよね。すなわち、力はつりあっているように見えます。
水平方向の力のつり合いは、右向きを正とすると、
(+ma)+(－Nsinθ)=0 すなわちma=Nsinθ・・・①
鉛直方向の力のつり合いは、下向きを正とすると、
(+mg)+(－Ncosθ)=0 すなわちmg=Ncosθ・・・②
後は、①②を解くと、a=gtanθになりますよ。
別解
糸がたるんだとき、小球が受ける力は、水平面に静止している人から見ると、垂直抗力Nと、重力mgだけであり、小球は左向きに加速しているように見えますよね(加速度が左向きだから)。すなわち、鉛直方向の力はつりあっていますが、水平方向の力はつりあっていません。
水平方向の運動方程式は、左向きを正とすると、
m×(+a)=+Nsinθ すなわちma=Nsinθ・・・③
鉛直方向の力のつり合いは、下向きを正とすると、
(+mg)+(－Ncosθ)=0 すなわちmg=Ncosθ・・・④
後は、③④を解くと、a=gtanθになりますよ。
分からなければ質問してください。
そうですよ。
糸がたるむ＝張力0 として考える、というのは、物理の決まりになってます
できました。
ありがとうございました！
糸が弛むということは張力と同じだけの力をmaが張力と同じ方向に作るということだと考えていたのですが、そうではなくて張力は無いものとして計算するということですか？