物理の途中式教えて！

質問

高ニ男子です。
夏休みの宿題で物理の問題プリントを出されたんですが、答解がかなりアバウトで役に立ちません。

問：質量2.0ｋｇのおもりに糸をつけてもった。重力加速度は9.8ｍ/s２乗とし、糸の質量は無視できるものとする。

（２）この物体を上向きに1.2ｍ/ｓ2乗の加速度で運動させた。このときの糸の張力の大きさを求めよ。

（３）この物体を下向きに1.8ｍ/s2乗の加速度で運動させた。このときの糸の張力の大きさを求めよ。
答
２：２２N 　　　３：１６N

途中式お願いします！

回答No.2

ht1914 · ベストアンサー

内容は＃１の方と同じです。

「物体の運動はその物体に加わっている力により決まる」というのが運動方程式です。結果として実現している運動とその原因となっている力をきちんと整理して把握することが大事です。よくＴＶ等で使われている物体の「落ちようとする力」とか「運動を続けようとする力」などを使ってはいけません。
　物体に働いている力は重力と張力だけです。この２つの力が合わさった結果物体がある加速度で運動しています。重力の方向は下向き、張力の方向は上向きです。糸の場合、張力が下向きに働くということはありません。（よく本で見かけるのですが物体に働く力と糸に働く力を一つの図の中に書き込むということをやってはいけません。物体の運動を考える時は物体に働いている力だけしか考えてはいけないのです。）
　後は＃１の方と同じで　ｍα＝ｍｇ＋Ｔ　となります。この場合、αの向きは重力の向きです。
張力と重力が反対向きであることが分かっていますからｍα＝ｍｇ－Ｔとしておいた方が後のことを考えるといいかもしれません。

解答がアバウトとはどういう事ですか。
運動方程式の単元の問題ということは分かっているはずですので質問ももっと突っ込んだ形のものが示されてくるはずです。まるっきり分からないという質問ではないはずです。宿題の解答に途中式まで書いてあったら宿題ではないでしょう。解答に最後の数値だけが示されているのは色々考えた結果のチェックのためです。

物理は計算練習ではありません。力とか運動の概念を理解するものです。計算はそのための手段です。推論の妥当性を判断するためには実験と付き合わせる必要が出てきます。その時にも計算が必要になってきます。高校生には計算がハードルになります。そこに留まっていたら物理に行き着きません。だから計算練習をやります。でも物理は数学ではありません。此処にある運動方程式に数値を入れて解いたものを写して提出するだけでは駄目でしょう。問題の中の場面からこの式を立てるところに一番のウエイトがあります。

お礼

なるほど。
くわしい解説感謝です。

回答No.1

endlessriver

少し考えてましたが糸をもった手？を移動して物体の加速
度を生じさせいてる問題のようです。
さすれば運動方程式
mα=-mg+T
が成り立ちます。Tは糸の張力、αは物体の加速度。座標は上向きに取る。
αに各問の加速度を入れればよい。下向き移動の時は重力加速度より小さいので糸がたるむことはないので。

お礼

回答感謝です！