問題演習
摩擦のある斜面と滑車の問題を解く!
1
水平と0の角をなす粗い斜
面上に質量Mの直方体Aが
置かれている。直方体のなめらか
な上面には,質量mの小物体Bが
置かれ, AとBは図のように、斜
面上のなめらかな定滑車を通して
軽くて伸び縮みしない糸で結ばれ
ている。 はじめ、糸をぴんと張っ
たままAとBを固定しておき, そ
正との北戸が
れから固定をはずすと, 直方体Aは斜面に沿って下向きにすべり
じめ, 小物体BはAの上面を上向きにすべりはじめた。 BがAの上
を距離だけすべったときの、静止した人から見た直方体Aと小物
Bの速さを求めよ。ただし,重力加速度の大きさをg. 直方体Aと
面の間の動摩擦係数をμとし、直方体Aの上面は十分長く小物体に
Aの上面から落ちることはないものとする。
橋元流で
解く!
準備 Theme 1の「力学解法ワンパターン」の手順
に解いていきます。
【手順1】まず小物体Bに
m
着目します。
【手順2】 小物体Bに働く力をすべて
矢印で描きます。
まず鉛直下向きに重力mg。 次にB
に《タッチ》しているものは,糸と直
方体Aの上面です。 糸からは斜面に沿
って上向きに力を受けているはずです
から,その大きさをTとしておきます。
またAの上面はなめらかなので,Bが
力学解法ワンパターンで解
B に着目!
B
mg