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物体に働く力の種類はその物体に接しているもの(張力や摩擦力、垂直抗力など)と重力です。このときは張力と重力のみがはたらいています。重力よりも大きい張力を加えて正の加速度を出しているので、張力を小さくしていき、重力のほうが大きくなれば負の向きに加速していきます。解説の右下に書いてあります！
物理
高校生
解決済み
物理基礎の運動の法則の問題です。85の(2)で、加速度が下向きに変化したので、重力、張力の力の他に下向きの力が働く気がするんですけどなぜ働かないのですか。教えていただけると嬉しいです。
重力,
そ
ってい
重
(2)加速度 1.2m/s2 の等加速度直線運動を 7.0s
間続けているので, 減速し始める直前の速度v
は,公式「v=vo+αt」から,
■解説 (1) 糸の張力の大きさをTとすると,図1
物体が受ける力は図1のように示される。鉛直
上向きを正とすると, 運動方程式 「ma=F」は,
5.0×1.2=T-5.0×9.8 T=55 N
,物
(2)物
力である。物体は,力の大きい左向きに運動すると考えられる。左向
きを正として加速度を α 〔m/s2〕 とする。 運動方向の力の成分の和は,
6.0 4.5=1.5N となるので, 運動方程式 「ma=F」は,
3.0xa=1.5
a=0.50m/s2 左向きに 0.50m/s2
85.物体の上げ下ろし
(1) 55 N (2) 35 N
02-
物体が受けている力は,重力と糸の張力である。正の向きを定
めて、運動方向の力の成分の和を求め, 運動方程式を立てる。 (2) 速度
の変化から加速度を求め, 運動方程式を用いて計算する。
2.5N
「
正の向き
大きさは
は、エレー
が大き
6.0N
4.5N
平
が静止
①
方向
。 物
各問
T〔N〕
1.2m/s2
運動方向の力の成分の
和は, T-5.0×9.8 〔N〕
である。
出すた
介
えよ。
5.0×9.8N
図2
T'〔N〕
2.8m/s2
るが,
v=0+1.2×7.0=8.4m/s
↓
静止するまでに減速した時間は 3.0sなので,
5.0×9.8N
その間の加速度αは,
a=
0-8.4
3.0
== -2.8m/s2
糸の張力の大きさを T' とし,鉛直上向きを正とすると(図2),運動
運動方程式を立てる際
の正の向きは,初速度の
向きにとることが多い。
また, 上向きの張力を加
えていても、重力よりも
小さいとき,加速度は下
向きとなる。
8.0kg
する
張力の
53
53
50と
止し
物体か
として,車を停止させた力を求めよ。
[知識
84. 合力と加速度 なめらかな水平面上に置かれた質量
3.0kgの物体に,次のように力を加える。 それぞれの場合
における物体の加速度を求めよ。
(1) 右向きに 5.0Nと2.5Nの力を加えた場合。
(2) 左向きに 6.0N, 右向きに 4.5Nの力を加えた場合。
[知識
3.0kg
2.5N
Crt 6.0 N
4.5N
-
1.2m/s2
85.物体の上げ下ろし 静止していた質量 5.0kgの物体に糸で張力
を加え,鉛直上向きに 1.2m/s2の加速度で 7.0s間もち上げたあと,
定の加速度で 3.0s間で静止させた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2
とする。
(1) 最初に加速している間, 物体が受ける張力の大きさを求めよ。
(2) 静止するまでの3.0s間に, 物体が受ける張力の大きさを求めよ。
思考
例題10
86.v-tグラフ 静止していた質量 10kgの物体が,外 v [m/s]
力を受けて直線上を運動した。 図は, 物体の速度
10
画
向きの力を加えて, 直
きさをgとして,次
(1) 物体が等速度運
(2) 物体が上向きに
(3) 物体が下向きに
思考
90. エレベーター
質量mの人が乗って
の張力を受けて運重
の大きさをgとし
(1) エレベーター
(2)人がエレベー
5 (3) 人がエレベー
と鉛直上向きに
0 1 2 3 4 5 6
[m/s] と時間t[s] との関係を示すv-tグラフである。
物体が運動する向きを正として, 物体に作用した力と時
間の関係のグラフを描け。
[知識]
87. 糸で連結された物体の運動 なめらかな水
平面上に,質量 6.0kgの物体Aと質量 4.0kg の
4.0kg
6.0kg
B
A
物体Bがあり
[知識
91. 静止摩擦力
している。 物体の
に分解したとこ
体と斜面との間
(1) 物体が受け
(2) 物体に斜
力を加える必
[知識
50N 92. 滑車につる
平とのなす角た
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