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仕事とエネルギーに関する物理の問題
- 物理の問題である仕事とエネルギーについて、具体的な問題を解決するための質問です。
- 問題では、段ボール箱が滑車を通して引かれ、ロープの引く力や距離についての関係が求められています。
- また、定滑車を用いて自分を持ち上げる場合の力についても質問者は疑問を持っています。
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(1)は、F'=F/2, x'=2x が答えです。 (2)は、(1)と同様になる が答えでしょう。 (１) Aさんが乗った段ボール箱の質量をｍ、重力加速度をｇ、段ボール箱と床との静止摩擦係数をμとすると、(a)から次の運動方程式が成り立ちます。 ０＝Ｆ－μｍｇ ∴Ｆ＝μｍｇ また、(b)から次の運動方程式が成り立ちます。 ０＝Ｆ’＋Ｆ’－μｍｇ ∴Ｆ’＝μｍｇ／２ ∴Ｆ’＝Ｆ／２ このとき、Ａさんが自分で引いたコープの長さの半分しかＡさんは動いていませんので、 ｘ’＝２ｘ となります。 ちなみに、この問題を仕事の観点から見てみますと、 μｍｇｘ＝Ｆ’ｘ’ という関係が成り立ち、滑車を使っても行う仕事の量は変わらないことが確認できます。 (２) （１）と同様に、運動方程式を書きますと、 ０＝Ｆ－ｍｇ ０＝Ｆ’＋Ｆ’－ｍｇ となり、(１)の運動方程式でμ→１の場合に相当することが分かります。 (１)の結果は、μには依存していませんので、(２)の結果は(１)と同じ状況になり、 Ｆ’＝Ｆ／２ ｘ’＝２ｘ という結果が得られます。
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- ko-bar-ber
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滑車の問題では、「定滑車」か「動滑車」かで扱いが異なります。 もう少し具体的な説明がないと、なんとも…。
- m_ik_e
- ベストアンサー率53% (23/43)
Ａ───┐ Ｂ───┘ こんな感じですか？ Ｆ＝Ｆです。 誰が引こうが、Ａさんを動かすに必要な力は同じです ちなみに自分で引く場合はロープは倍の長さ引かなきゃですが…まぁ仕事は移動距離で決まるんで、たいした問題でもないです。 自分で自分を引く場合は自分の体重分の力が要ります ５０キロなら５０ｋｇ重 動滑車もなく一つしか滑車が無いのなら、つり合いの式を立ててみてください。 ちなみに、ロープにぶら下がるようにして引けば力は減るんですけど、あまり物理の問題的な発想ではないです
