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物理問題解説
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こんにちは。 【急】 糸を引っ張るとき、引っ張った力は糸全体に瞬時に届くわけではありません。 糸を伝わる音の速さ（糸における音速）で伝わります。 ですから、急に引くと、近くのところが切れます。 【ゆっくり】 ゆっくり引くと、引っ張る力は上の糸と下の糸とで差がなくなります。 この場合、力がより多くかかるところが切れます。 上の糸にはおもりの力がかかっていますが、下の糸にはかかっていません。 下の糸にかかる力 ＝ 引っ張る力のみ 上の糸にかかる力 ＝ 引っ張る力 ＋ おもりの力 ですから、上の糸が切れます。 トイレットペーパーで実験してみるとよいです。 急に引っ張ると、手元に近いところで切れます。
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- foomufoomu
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問題は、 －－－ 天井 ｜ 糸 ● おもり ｜ 糸 ↓ 引っ張り力 ということですね。 ゆっくり引くということは、加速度が小さい（０とみなせる）ということです。その場合は、 下の糸にかかる力＝引張り力 上の糸にかかる力＝下の糸にかかる力＋おもりにかかる重力 なので、上の糸が切れます。 速く引くと、加速度ａがかかるので、 下の糸にかかる力＝引張り力 上の糸にかかる力＝下の糸にかかる力＋おもりにかかる重力－おもりの質量＊ａ 慣性の法則により、おもりはその場にとどまろうとするので、それを動かすために余分な力が必要なわけです。 ａが十分大きくて、おもりの質量＊ａがおもりの重力より大きいと、上の糸にかかる力のほうが小さくなります。 なお、No.1回答にある、力が糸を伝わる速さは超音速になるはずで、それより速く引っ張らないと回答の状態にならないので、それは無理だと思います。
お礼
記号で図まで作って下さりありがとうございました。 なんとなく分かりました！
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お礼
トイレでやってみましたところ、確かに急に引っ張ると近くで切れました。 分かりやすい例をありがとうございました！