問題10【自重を支える滑車装置】 [2005 東京海洋大学改]の遊場】 三間
次の問いに答えよ。 ただし, ここで使用される滑車はすべてなめらかにまわり, 滑車およ
びロープの質量は無視できるものとする。 台は傾かないようにバランスが保たれており, ロ
ープは鉛直方向下向きに引かれるものとする。 また,重力加速度の大きさをgとする。
新 A
1 間T
台
台
図1
図2
1|
(1) 図1は,質量 mの人が質量Mの台の上に乗って, 滑車にかけたロープを引っ張り,空
中で静止しているようすを示す。 このとき, 人がロープを引っ張っている力と, 人が台
から受ける力をそれぞれ求めよ。
(2)(1) において,引っ張る力は十分にあるものとして,このように空中で静止を保つこと
ができるための mと Mに関する条件を求めよ。
(3) 図2は,(1) の場合と同じ人と台が,動滑車を使って空中で静止しているようすを示す。
このとき,人がロープを引っ張っている力と,人が台から受ける力をそれぞれ求めよ。
(4) (3) において,引っ張る力は十分にあるものとして,このように空中で静止を保つこと
ができるためのmとMに関する条件を求めよ。
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