Physics
มัธยมปลาย
(3)の問題で、
図2はちゃんとひもを引く力が上向きで、物体も同じ上向きに動いてるから正で、49Jなのはいいけど、
図1でひもを引く力が下向きで、物体は上向きに動いてるから−49Jになると思ったんですけど、なんで正の値になるんですか？
向きと移動の向き
きの場合は,仕事
W=-Fx とな
W=Fxcose
れぞれの力がし
xcos90°=0J
力:
X cos90°=0J
コ:
xcos 180°
x(-1)
74 仕事の原理
考え方 動滑車を使って物体を引き上げるには、物体の移動距離の2倍の距離だけひもを引けばよい。
この際、ひもを引く力の大きさは物体の重さの半分になる。
(1) 物体が 0.50m上昇すると, 物体をつるして
動滑車の左右のひもは 0.50mずつ短くな
る。したがって、ひもを引いた距離 x1 〔m〕は,
=2×0.50=1.0m
(2) ひもを引く力の大きさ Ti〔N〕は,
1.0 m
「動滑車+物体」が受ける力のつりあいから,
2T-10×9.8=0 よって, Ti=49N
(3) 力がした仕事 W1 [J] は, W=Fx から,
W=49×1.0=49J
0.50 m
☐
1.0 m
答 49 N
答 49 J
\2
10×9.8N
(4) ひもを引く力の大きさ T2 〔N〕 は,物体が受け
る力のつりあいから,
T2-10×9.8=0 よって, T2=98N
よって、力がした仕事 W2 [J] は, W=Fx から,
W2=98×0.50=49J (=Wì)
1倍
10×9.8N
図 1
補足 動滑車を使うと, 直
接引き上げるときに比べ
加える力の大きさは小さ
くなるが、その分、力を
加えて動かす距離は大き
くなるので、結局, 加え
る力がした仕事は変わら
ない(仕事の原理)。
0.50 m
図2
いくらか。
(2) 物体にはたらく合力がした仕事はいくらか。
1 例題 20 ヒント (1) 重力がした仕事を求めるには, 重力を2方向に分解して考えるとよい。
74 仕事の原理 図 1,2のように, ひも・定
滑車動滑車を用いて, 質量10kgの物体を
ゆっくりと 0.50m引き上げた。 重力加速度の
大きさを9.8m/s^ とし, ひもや滑車の質量お
よび摩擦は無視できるとする。
10kg
10kg
(1) 図1で, ひもを引いた距離を求めよ。
0.50m
0.50m
(2) 図1で, ひもを引く力の大きさを求めよ。
(3) 図1で, ひもを引く力がした仕事を求めよ。
図 1
図2
(4) 図2で,ひもを引く力がした仕事は(3)の何倍か。
ヒント (1) 動滑車の左右のひもは0.50m ずつ短くなる。
คำตอบ
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