🎯 今日の問題

図のように、なめらかにまわる軽い滑車に軽い糸を通し、糸の両端に質量3.0kgの物体Aと質量4.0kgの物体Bをつけて、手で支えている。その後、静かに手をはなした。重力加速度の大きさを9.8とし、糸は十分に長いものとして、次の各問に答えよ。


🔍 解法のポイントと豆知識

さてさて、今回は「滑車と2つの物体」の問題ですね!この手の問題、力のつり合いや運動方程式を使って解くのがポイントです。

まず、物体A(3.0kg)と物体B(4.0kg)が滑車を介してつながっている状況を考えます。手を離すと、質量の大きい物体Bが下に、物体Aが上に動き出します。

このとき、両方の物体に働く力を考えます。

  • 物体Aには、上向きの張力Tと下向きの重力(3.0kg × 9.8m/s²)= 29.4Nが働きます。

  • 物体Bには、上向きの張力Tと下向きの重力(4.0kg × 9.8m/s²)= 39.2Nが働きます。

次に、各物体の運動方程式を立てます。

  • 物体A:T - 29.4 = 3.0 × a

  • 物体B:39.2 - T = 4.0 × a

これらの式を連立して解くと、加速度aと張力Tが求まります。


🎥 解説動画のご紹介

今回の問題を詳しく解説した動画があります!

タイトル:滑車と2物体の運動
チャンネル名:理数個別チャンネル
動画URLhttps://youtu.be/v0xqyLyXcD4

この動画では、滑車を使った物体の運動について、図を使ってわかりやすく説明されています。ぜひご覧ください!


✨ 最後に・・・

滑車の問題は、力のつり合いや運動方程式をしっかり理解することが大切です。今回のように、質量の異なる物体が滑車を介してつながっている場合、それぞれの物体に働く力を丁寧に考えていきましょう。

引き続き、物理の世界を楽しみながら学んでいきましょう!