Question

セレナ

物理基礎、力のつりあいの問題です。
解説がついていない課題で、、、
(3)がどういう考え方でT₁=T₂になるのか教えて欲しいです。

[13]
なめらかな定滑車に軽い糸をかけ, 両端に質量m kgの物体Aと
質量 mg [kg]の物体Bをつるす。 重力加速度の大きさを g[m/s2] と
する｡
図1のように, A の一部を水槽の水中に入れ, A,Bを静止させた。
ただし, Aは水槽の底には接触していない。このとき, 糸の張力の
大きさを T1 [N], A に作用する浮力 (水から受ける鉛直上向きの力)
の大きさをF[N] とする。
(1) Fをg, m, T, で表せ。
b₂
P₁
T₁ = 7₂
14
図2
F = Mag-T₁
その後、 水槽の水を完全に排水した。 その結果, 図2のように, A が水槽の底に接触した状態で, A,Bはともに静
止した。このときの糸の張力の大きさを T2 [N], A が水槽の底から受ける垂直抗力の大きさを N (N) とする。
(②2) Ng, mi, Tyで表せ。 N=mag-T2
(3) T1とT2 の大小関係を示せ。

物理基礎 力のつりあい

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

gelflag

T1にもT2にも下向きに働いている力はmAgとmBgだけだからじゃないでしょうか

セレナ

T₁、T₂それぞれ下向きに働いている力がmAgとmBgだけだとなぜT₁=T₂になるのですか。

gelflag

Aが引っ張られてると考えるとそれを引っ張っているのはBですよね？その事だけを考えるとAがBに引っ張られているという事実は図1でも図2でも変わらないからです。

セレナ

何度も質問すみません🙇‍♀️
ということは、この問題に関しては浮力や垂直抗力は関係ないということでしょうか。。

gelflag

関係ない訳では無いんですが水中で制止している状態では浮力と垂直抗力って似てるんですよ
図1でAって水槽の底についてないじゃないですか？じゃあ仮に図1で水槽からAまでの距離をhとします。
では水中ではなく普通の空気中でAの下に厚さhの板を置いたとしましょう。そうした場合浮力と垂直抗力ってイコールになりますよね？図2は板が低くなったバージョンですね、でも垂直抗力が働くことに変わりはありません。だからこの問題では板の位置が変わろうと浮力と垂直抗力はイコールなんですよ。
そう考えると(1)、(2)に浮力と垂直抗力はイコールですよっていうことを代入すると結果的にT1とT2はイコールになります

セレナ

なるほど、ありがとうございました！