力と運動

質問

教えてください。お願いします。

「軽くて丈夫なひもに質量0.5kgの物体をつけ、上方に引き上げている」

(a)上昇の速さが一定のとき、ひもから物体に作用する力は何Nか。
(b)上昇の加速度が1.0m/s^2であった。このときひもから物体に作用する力は何Nか。
(c)ひもから物体に作用する力を2.0Nにすると物体の運動はどうなるか。

式とかを詳しく書いていただけると有難いです。

回答No.1

dendai

(a)
速さが一定なので力はつりあっている状態。
つまり重力による下向きの力とひもによる上向きの力が同じになります。
よって、ひもから物体に作用する力をＴとすると、
T=mg=0.5×9.8
=4.9［Ｎ］

(b)
釣り合っていないときはいつもF=maを使いましょう。
このときのＦは物体にかかっている力の合力です。このときに向きに気をつけましょう。
上向きを正として式を立てます。
ひもによる力をＴとして、
F=ma
T-mg=ma
T=ma+mg
=m(a+g)
=0.5(1.0+9.8)
=5.4［Ｎ］

(c)
(a)の回答から、等速度運動にならないので、このときもF=maを使います。
上向きを正として、
T-mg=ma
a=(T-mg)/m
=(2.0-0.5×9.8)/0.5
=-5.8［m/s^2］
答えが負になったので向きは下向きになります。
よって、
下向きに5.8［m/s^2］

受験時代を思いだすねぇ。
頑張ってください。