物理の問題でわからない問題があります＞＜

質問

問題は質量m の錘に軽い紐をつけて吊り下げ、錘を水平方向に引いたところ、紐が鉛直方向と角度αをなしてつり合った。錘を水平方向に引いた力、紐の張力を求める。

(1)重力W、張力T、水平に引く力F の間にはどのような関係があるか。
(2)水平方向をx 軸、鉛直上向きにy 軸をとり、それぞれの力W、T、F を成分で表せ。
(3)各成分について、つりあいの条件を示せ。
(4)張力、水平方向の力の大きさを求めよ。
多くてすみません。分かるものだけでもいいのでよろしくお願いします。

回答No.2

kinngan-shufu · ベストアンサー

水平方向、鉛直方向に働く力を分解して、つりあいの式を考えましょう。

まず、重力W　ですが、これは重力加速度　ｇ　として、

W=mg

（１）

糸の張力が、鉛直方向、水平方向につりあってるので、

Tcosα＝W
　　　　＝ｍｇ

Tsinα＝F

（4）

張力　T

T=mg/cosα

水平方向の力　F

F=Tsinα
　＝mgsinα/cosα
　＝mgtanα

となります。

回答No.3

nananotanu

「なでこつの力とじゅーの力」
かの有名な、前田の物理に在った言葉です。

力学の問題を解くときに、作図をして、

　1)何かが繋がっていたら、そこに力が掛かる
　　　>>>表面を撫で回して、コツっと何かに当たったら、そこに力　でなでこつの力
　2)接しなくても働く力(重力、磁力、静電気力etc.)は、問題の中で必ず与えられる(触れられる)
　　　>>>コレを総称してじゅーの力

コレですべての力を作図し、互いのつりあい(斜めだったら水平と垂直の成分に分解して)を考えて式にすると、必ず解けます。

回答No.1

gohtraw

全体でいえば、重力、水平に引く力、紐の張力が釣り合っています。水平方向と鉛直方向二分けると
水平方向：張力の水平成分と水平に引く力
鉛直方向：張力の鉛直成分と重力
が釣り合います。従って張力を水平成分と鉛直成分に分けることができれば解けるのですが、張力の
分解はできますか？

張力は錘に対して斜め上方に働くので、斜め上方に向かう矢印を書きます。次にこの矢印が対角線になるような長方形を考えます。長方形の辺は水平および鉛直になるように選びます。すると、長方形の鉛直の辺と、初めに書いた矢印がなす角度はαになります。そして力の分解は
水平方向：長方形の水平な辺と同じ長さ
鉛直方向：長方形の鉛直な辺と同じ長さ
になります。この辺りは教科書を見て確認して下さい。