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物理

わからないことがありまして、どうか教えてください。 (1)500gの台車をばねばかりの値が100g重になるように一定の力で水平に引き続けている、1秒後どれだけの速さになるか、という問題があります。 私は  F=ma 0.1=0.5*a a=0.2[m/s*s] で V=0.2[m/s] になりました しかし 答えはV=2.0[m/s] になってます。 どうしてですか? (2)同じく500gの台車と100gのおもりを糸で結び、軽い滑車に通した状態で台車を静かに放した。1秒後どれだけの速さになるか、という問題があります。 ここで F=mg F=maと置き 0.1*9.8=0.5a a=1.98 v=1.98 になりましたが 答えは 1.6[m/s] になってますどうしてですか? 長文になりましたがよろしくお願いします。

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  • sanori
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回答No.1

こんばんは。 (1) 100g重は、ニュートンに直せば、0.1×重力加速度 です。 重力加速度を 9.8m/s^2 とすれば、 F = 0.100×9.8 = 0.98(ニュートン) つまり、 0.98 = 0.500×a です。 ここが、約1桁違っている理由です。 (2) 100グラムのものと500グラムのものの両方が、同じ速度、同じ加速度で全く同時に「加速させてもらっている」ので、 F=maにおけるmは、 m = 0.100+0.500 = 0.600 です。 そして、 F = 0.100×9.8 なのですから、 a = F/m = 0.100×9.8÷0.600 です。

zero-0
質問者

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丁寧な解説ありがとうございました。

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  • BookerL
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回答No.2

(1) 単位に気をつけましょう。 >ばねばかりの値が100g重になるように一定の力で水平に引き続けている  このときの力 100g重 を N単位になおさなくては F=ma は使えませんよ。  100g重 = 0.1kg重 = 0.1×9.8N = 0.98N  よって、F=ma は 0.98=0.5×a となりますので、ここからaを求めていきます。 (2) >F=mg F=maと置き この意味がちょっとわかりませんが、 >0.1*9.8=0.5a と書いているところを見ると、台車を引く糸の張力が、おもりにかかる重力に等しいとして運動方程式を立てていますが、ここが違います。 (もし、おもりにかかる重力と、糸の張力が等しければ、おもりに働く力がつりあってしまい、おもりは加速度を持たいということになってしまいます。)  台車を引く糸の張力は、すぐにはわかりませんので、とりあえず文字(Tとします)で表しておき、それを使って運動方程式を作ります。おもりに働く力は下向きの重力と上向きの張力で、おもりも台車と同じ加速度で動きますので、次のようになります。 台車について T=0.5a おもりについて 0.1×9.8 - T=0.1a この二つの式から aとTは求まりますね。(この問題だけであれば、aだけ求めればいいですが)

zero-0
質問者

お礼

ありがとうございました。 単位は大切なのですね。

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