基本問題 85, 86, 95,
基本例題14 連結された物体の運動
M(kg]
図のように,水平面上に置かれた質量M[kg]の物体A
に軽い糸をつけ, 軽い滑車を通して他端に質量 m[kg」の物
体Bをつり下げたところ,A, Bは動き始めた。このとき
のA,Bの加速度の大きさと,糸の張力の大きさを求めよ。
ただし,重力加速度の大きさをg[m/s°], Aと面との間の
動摩擦係数をμ'とする。
A
m
B
A, Bは糸でつながれたまま運動す
指針
るので,両者の加速度の大きさは等しい。また
それぞれが糸から受ける張力の大きさも等しい。
各物体が受ける力を図示し,物体ごとに運動方程
式を立て,連立させて求める。
A NA→
T
F
(TB
Mg
解説
糸の張力をT[N], Aが受ける垂直
抗力をN(N], 動摩擦力を F'[N]とすると, A,
Bが受ける力は図のようになる。 Aが受ける鉛直
方向の力のつりあいから, N=Mg であり, 動摩
擦力 F'は,
F'=μ'N=μ'Mg
A, Bのそれぞれの運動の向きを正とし,加速
度をa [m/s°]とすると,運動方程式は,
( mg
A:Ma=T-μ'Mg …①
B:ma=mg-T
式の, 2から、
…2
m-μ'M
a=
m+M 9lm/s"], T=(1+μ') mM
m+M
-gn