物理
高校生
解決済み
問4を教えて欲しいです！
I
図のように,傾き0の滑らかな斜面上に質量 m の小物体Pを載せて, Pを伸
び縮みしない糸で引っ張り, 定滑車Aと動滑車Bを経て,糸の先端を天井に固
定する。動滑車 B の中心にはおもりQをぶら下げる。重力加速度の大きさをg
とする。ここで, 糸と動滑車Bの質量,糸と2つの滑車の間の摩擦, 空気の抵抗
は無視でき,また,糸は, PとAの間では斜面に対して常に平行に, AとBの
間ならびにBと天井の間では常に鉛直方向に保たれるとする。
以下の問い(問1~5)に答えよ。(問 1, 問4, 問5については解答に至る過
程も「説明欄」に簡潔に記入すること)
P
はじめ,Qの質量が M。であるとき, Pは静止した状態にあった。
問1
この状態における糸の張力 T, と M,を, m, g,θ のうち必要なものを用い
て表わせ。
次に,Qの質量を M (ただし, M > Mo)とすると, Pは加速度の大きさaで
斜面上を上向きに動き出し, 同時に, Qは加速度の大きさa'で鉛直下向きに動
き出した。このときの糸の張力をTとする。
問2 PとQに関して成り立つ運動方程式を, T, a, a', M, m, g,θ のうち必要
なものを用いて表わせ。
T: 0.40
問2 Pに関する運動方程式
問1
ma = T- mg sing
説
省 略
Qに関する運動方程式
明
Ma'
Mg - 2T
ニ
欄
問3
e
e'
To:mg sine Mo: 2m sin0
答
解
ニ
2
問4
問5
説
説
省略
省 略
明
明
欄
欄
2(M-2m sin0)g
Mm(2+sin@)g
T:
解
解
a = 20'
a:
答
M+4m
M+4m
回答
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