教えて下さい！高校物理

質問

問題：
水平面上での運動　　4.0ｍ/ｓの速さで走っていた質量2.0ｋｇの台車につけた糸に力を加え、2.0ｓ間で停止させた。この間の台車の加速度は一定であったとして、糸の張力の大きさを求めよ。

どのようにもとめたらよいのでしょうか？？

回答No.4

kinngan-shufu

４．０ｍ/ｓ　の速さを　２秒で　０にするので、加速度は　-2ｍ/ｓ2　となります。

質量は2.0Ｋｇなので、糸の張力は

2＊2＝4　[Ｎ］

となります。

回答No.3

sanori

こんにちは。

この３つの式は、重要暗記事項です。
Ｆ　＝　ｍａ　　・・・（あ）
ｖ　＝　ｖo　＋　ａｔ　　・・・（い）
ｘ　＝　ｖoｔ　＋　１／２・ａｔ^2　　・・・（う）

ｔ：時刻 [s]　　⇒停止するときは２．０ｓ
Ｆ：力 [N]　＝　糸の張力×（－１）　　←張力は進行方向と逆向きなので、－１　をかける。
ｍ：（物体の）質量 [kg]　＝　２．０ｋｇ
ａ：（物体の）加速度 [m/s^2]
ｖ：（物体の）速度 [m/s]　　⇒停止するときはゼロ
ｖo：（物体の）初速 [m/s]　＝　４．０ｍ／ｓ
ｘ：（物体の）位置あるいは道のり [m]

この問題では、（う）は使いません。
（あ）、（い）に上記の値を代入すると、
糸の張力×（－１）　＝　２．０×ａ　　・・・（あ’）
０　＝　４．０　＋　ａ×２．０　　・・・（い’）

（い’）より、ａ＝－２．０　なので、（あ’）に代入すると、
糸の張力×（－１）　＝　（－２．０）×２．０
糸の張力　＝　４．０ [N]
となります。

回答No.2

Willyt

グラフを描いて見るとすぐにわかります。縦軸に速度、時間をとります。そうすると最初は４ｍ/ｓですから縦軸の４の位置に印をつけます。２秒後に停まったのですから横軸の２の位置に印をつけます。二つの印を結ぶと右下がりの線分になりこれの傾きは-２になりますね。これは速度の減り方を示しているのですから、加速度ということになり加速度は-２m/sec^2 ということになります。質量２ｋｇの台車が加速度２を受けたのですからその力は２×２＝４Ｎということになり、これが張力に等しい筈ですね。なお、その間に動いた距離は斜めの線と縦軸、横軸が作る三角形の面積になりますからこれは４ｍということになります。つまり力を加え始めてから４ｍ動いて停まったということです。

お礼

グラフにすると解りやすいですね！ありがとうございました！
またヨロシクお願い致しますｍ(＿　＿)ｍ

回答No.1

gohtraw

２秒間で速度の変化が－４ｍ／ｓｅｃなので、加速度は－２ｍ／ｓｅｃ＾２です。
質量２ｋｇの物体の加速度がー２ｍ／ｓｅｃ＾２なので、糸の張力は－４ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ＾２です。
負の記号は張力の方向が運動と逆であることを示しており、張力の大きさは４ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ＾２です。

お礼

解りやすいご回答をありがとうございました！
またよろしくお願いいたしますｍ(＿　＿)ｍ