締切済み

物理問題

2012/07/12 00:29

糸で結ばれたP,Qが等速vで動いている。Pの質量はmで傾角θの滑らかな斜面上にある。Qの質量Mはいくらか。で、「力のつり合い」の式を立てるときにQの張力Tは、-(マイナス)になるはずなのですが、なぜ+(プラス)になるのですか? Qの式元が0=Mg-Tで-Tを移行したならT=Mgになりますが、Pの式元は、0=mgsinθ+Tになって-T=mgsinθになってしまいます。

jagatMjh
お礼率67% (90/134)

物理学
回答数1
ありがとう数0

みんなの回答 （1）
専門家の回答

みんなの回答

hitomigi
ベストアンサー率46% (6/13)

2012/07/12 00:45 回答No.1

Tの向きはｍｇsinθと逆向きなのになぜ０＝ｍｇsinθ＋Tになるのでしょう？「糸」でも力のつり合いを考え、作用と反作用をしっかり理解できていないのが原因です。

関連するQ&A

高校1年物理の問題

私は高校1年生です。学校で、物理の課題が出たのですが全く解らなくて…解答していただけると嬉しいです！(途中式もお願いします) (1)質量m[kg]の板が軽いばねで支えられている。ばねは自然長からd[m]縮んでいて、重力加速度の大きさをg[m/s~2]とする。 (1)ばねのばね定数を求めよ。 (2)板の上に質量M[kg]のおもりを静かに置くと、板はどれだけ下がるか。 (2)質量m[kg]の物体PとQを軽い糸でつなぎ、Qを傾角30゜の滑らかな斜面上に置き、糸を滑らかな滑車にかけてPをつるしたところ、全体は静止した。重力加速度の大きさをg[m/s~2]とする。 (1)糸の張力の大きさを求めよ。 (2)Qの質量と、Qが斜面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。
力のつり合いの問題です

質量ｍのおもりを鉛直方向と45°および60°の角をなす２本の軽い糸でつるす。それぞれの糸の張力を求めよ。という問題で、水平方向の力のつり合いの式は T1sin45=T2sin60 鉛直方向の力のつり合いの式は T1cos45+T2cos60=mg となって、これを解くと T1=√6(√3－1)mg/2 T2=(√3－1)mgとなるとあるのですがどう解いたら、こうなるのかが分からなくて、困っています。教えていただけたら幸いです。
斜面上の物体に働く慣性力

図を載せることが出来なくてすいません。水平な面と、これに点Aで滑らかにつながる傾角θの斜面をもつ台がある。斜面上には質量mの小物体Pが糸につながれて静止している。糸は斜面と平行であり、Pと台の間に摩擦はない。重力加速度をgとする。問題台を水平に適当な加速度で動かすと、Pが斜面から受ける力が0になる。その加速度の向きと大きさを求めよ。また、その時の糸の張力を求めよ。答え重力と張力の働く向きを考えると、Pを静止させるためには慣性力は左向きと決まる。すると台の加速度αは右向きと決まる。斜面に垂直な方向での力の釣り合いより、mαsinθ=mgcosθ、 α=(gcosθ)/sinθ = g/tanθ また、斜面方向での力の釣り合いよりT=mgsinθ+mαcosθ=mgsinθ+mg{(cos^2θ)/sinθ} =mg/sinθ 質問です。 1. 垂直抗力がゼロになる時とはどんな状態を表すのでしょうか? まず自分は垂直抗力は変わらないものだと思っていたので、台が動くことによって垂直抗力が変化していく様子がいまいちイメージできません。それから垂直抗力がプラスのとき、また垂直抗力がマイナスの時、Pがそれぞれどんな状態にあるのかも教えてください。 2. 慣性力の向きについて慣性力の向きは『重力と張力の向きを考えると左向きになる』とあるのですが、この問題では最初、左右どちらに台が加速しているか分からないはずなので、台は左に動き慣性力は右に働いている可能性はないのでしょうか?
糸の張力の問題

図のように糸で質量mのおもりをつり下げてθだけ傾け、おもりを放した瞬間の糸の張力を求めよ、という問題です。糸の張力をTとすると、張力の鉛直成分は上向きにTcosθになり、おもりは下向きにmgの力を受けているので、Tcosθ=mgより、T=mg/cosθ　とするのは間違っているということですがどうしてでしょうか？おもりを放した瞬間は加速度が0なのでつり合いの式が成り立つような気がするのですが。正解は重力を糸の方向に分解してT＝mgcosθとなっています。以上よろしくお願いいたします。
[至急]物理の問題で質問があります

(1)質量mのおもりを３つの紐で吊って釣り合いの状態にしたところ、図のように上の２本の紐の角度が直角になった。紐１の張力を求めなさい (a)mgtanθ (b)mgcosθ (c)mgsinθ (d)mg/tanθ (e)mg/cosθ (2)質量mのおもりを水平な天井から３つの紐で吊って釣り合いの状態にしたところ、図のように上の２本の紐の天井からの角度がθ、φとなった。紐１の張力を求めなさい (a)mgcosθ/sin(θ+φ) (b)mgcosφ/sin(θ+φ) (c)mgsinθ/sin(θ+φ) (d)mgsinφ/sin(θ+φ) (e)mgtanθ/sin(θ+φ) という問題なのですがよくわかりません。回答よろしくお願いします。
物理の摩擦力問題教えてください！

物理Iの問題がどうしても解けません(泣)どなたかお力を拝借させてください！！質量ｍの物体Pと質量Ｍの物体Ｑを糸で結び、水平」３０°の角をなす粗い斜面上にＰを置き、滑らかで軽い滑車を介してＱを吊り下げる。Ｐと斜面の間の静止摩擦力をμ、動摩擦力をμ´とし、重力加速度をｇとする。 (1)Ｍの値をいくらより大きくすると、Ｐは上へ動き始めるか。 (2)Ｍ＝４ｍとする。Ｐを手でとめておいてから放すと、Ｐは上昇した。Ｐの加速度の大きさと、Ｐが斜面に沿って距離Lだけ上昇したときの速さはいくらか。 (3)糸の張力はいくらか。 (4)滑車の軸が滑車を支えている力の大きさはいくらか。なにとぞ宜しくお願いいたします。。。
摩擦力について

傾角θの斜面上に質量ｍの物体が運動しているこの物体を観測しはじめた時にあったところををＰとし、上向きに斜面に沿ってＱまであがりやがて止まったＰＱ＝ＬでＰＱは粗い面とするＰからＱまでで失われた力学的エネルギーを求めよなんですが答えは斜面方向下向きにはたらく力がmgcosθよりumgcosθLです何時も普通にこのように解いてたんですが斜面下向きにはたらく力mgsinθがあるから（umgcosθ＋mgsinθ）Lとはなぜならないんでしょうか斜面下向きにはたらく力mgsinθは元々mgだから力学的エネルギーの保存されるからエネルギーが失われないのはわかるんですが斜面下向きにはたらく力mgsinθが摩擦力と同じ方向だから（umgcosθ＋mgsinθ）Lだけマイナスに仕事をするとイメージしてしまいますこうならない理由を教えていただけるとうれしいです
高校物理の問題（剛体のつりあい）

高校物理の問題です。長さ2l、質量Mの一様な板の一端Aは壁に固定したなめらかな蝶番のまわりに回転し得るものとする。板の他端Bにはひもが取り付けられ、このひもは天井の２つの滑車を通して他端が鉛直にたれ下がっている。板は水平になっていて、Aから距離aのところに質量mの人が乗っていてこの糸を鉛直下方に引っ張っている。全体がこのままで静止の状態にあるとき、糸の張力T、板から人への垂直抗力をNとするとき（1）人にはたらく力のつりあいの式を記せ。　解：T+N=mg （2）蝶番Aのまわりの力のモーメントのつりあいの式を記せ。　解：T・2l-Mg・l-N・a=0 （3）以上の２つの式から垂直抗力Nを求めよ。　解：N=(2m-M)gl/（2l+a）（4）人がさらに糸を引くとき、板から足が離れずに上昇するための条件を求めよ。この（4）の解答で、N≧0から（3）のNを用いてm≧M/2、 T・2l-Mg・l-N・a>0から（3）のNを用いてT>(Ml+ma)g/(2l+a) とあるのですが、板が上昇した時点で（1）、（2）のつりあいの式は成り立っていないので（1）と（2）の式を用いて出された（3）のNの値は（4）では使えないのでは？と思ってしまいます。ここはどう考えるべきなのでしょうか？
動摩擦力の問題です。

平面上にＡＢを底辺とした、∠Ａがθ∠Ｂが９０°∠Ｃに滑らかな滑車をつけた直角三角形ＡＢＣの台があります。動摩擦係数をμとした斜面ＡＣ上に質量がＭの物体Ｐを置き、それに質量を無視した糸をつけ、滑車にとおし、他端に質量ｍの物体Ｑをつなげ、鉛直につり下げます。はじめ、物体Ｐを手で抑え、そして放すと物体Ｐは滑り落ちた。このとき、重力加速度をｇとすると滑る物体Ｐに働く、摩擦力はいくらか？　という問題です。回答は… Ｆ＝μＭｇｃoｓθ　と、なっているのですが、私は、物体Ｑ(糸)が角度θ方向にｍｇで引くので、物体Ｐに鉛直上向きにその分力のｍｇｓiｎθが働き物体Ｐの重力がＭｇ－ｍｇとなり、回答は… Ｆ＝μ(Ｍｇ－ｍｇ)ｃoｓθ　　と、考えました。私はこの考え方のどこで間違ったか気づきません。どなたか分かりやすいように解説してください。お願いします。
摩擦力

「角度θのなめらかな斜面に、糸が付けられた質量Ｍの物体Ａを置き、その上に質量mの物体Ｂをのせた。Ａ，Ｂ間には摩擦があり、その静止摩擦係数をμとする。」 (1)Ａ，Ｂを斜面上で静かに静止させた。このとき、μの満たすべき条件はμ≧tanθで、糸を大きさ（）で引く必要がある。という問題で、解答では静止摩擦力をＦ、最大摩擦力をＦ0とする。（Ａに働く斜面に平行な方向の力の釣り合いより）Ｔ＝Ｆ－Ｍｇsinθ という風に式が立っていたのですが、最大摩擦力はぎりぎり動かない時だからＴ＝Ｆ0－Ｍｇsinθでも良い気がするのですが、なんでダメなのでしょうか？もしかして、Ｔ＝Ｆ0－ＭｇsinθというのはＢが動く瞬間の時のＴだからＡ、Ｂの間に全く摩擦が生じないようにするＴ＝Ｆ－Ｍｇsinθとは違う事、ということでしょうか？
「運動の法則」の問題が分からないので教えてください

糸２を取り除いた後、図のように、Aを水平と３０°の角度をなすなめらかな斜面上に置き、Aを静止させた。このとき、糸１は斜面に平行な方向と４５°の角度をなしていました。（１）このときの糸１の張力の大きさをT、Aが斜面から受ける垂直抗力の大きさをNとすると、Aにはたらく力の斜面に平行な方向と斜面に垂直な方向の力のつり合いの式はそれぞれどうなりますか。次の式中の空欄(1)～(6)に入る数値を、下の解答群のうちからそれぞれ一つずつ選び、数値で答えてください。ただし、同じ数値を繰り返しよいものとします。また、各方向ともに図に示す矢印の向きを正とします。斜面に平行な方向：(1)×T＋（(2)）×N＋（(3)）×ｍｇ＝０斜面に垂直な方向：(4)×T＋（(5)）×N＋（(6)）×ｍｇ＝０解答群　－１、－√３/２、－√２/２、－√３/３、－１/２、－１/３、０、１/３、１/２、√３/３、√２/２、 √３/２、１（２）問の（１）のNはいくらですか。ｍ、ｇを用いて答えてください。
滑車にかけられたおもりの問題

１つのなめらかで軽い滑車に糸をかけ、糸の両端に質量がそれぞれｍ、Ｍ（ｍ＜Ｍ）のおもりをつけて静かにはなす。おもりの加速度はいくらか。また、糸の張力はいくらか。僕が考えた解答は以下のとおりです。質量ｍのおもりに対する運動方程式は(張力Ｔ、重力加速度ｇとすると) Ｔ-ｍｇ＝ｍ(-ａ) 質量Ｍのおもりに対する運動方程式はＭｇ-Ｔ＝Ｍａしかし、解答を見てみると、質量ｍのおもりに対してはＴ-ｍｇ＝ｍａ質量Ｍのおもりに対してはＭｇ-Ｔ＝Ｍａとなっていて、質量ｍに対する運動方程式の中で、加速度に-(マイナス)がついていません。ｍ＜Ｍだから質量Ｍのおもりのほうが下に下がる。よって力が下向きに生じているため加速度の＋の方向を下向きとすると、質量ｍのおもりに生じる加速度は大きさは同じであるが向きが逆。したがってマイナスをつける・・・と考えたのですが、僕の考え方は、どこが間違っているのでしょうか？また、糸の張力はどちらのおもりでも等しい、ということが良く理解できません。糸の両端に同じ大きさの力が働いているなら、両端の張力は等しいということは分かるのですが、なぜ、両端に大きさの違う力が働いていても張力は等しいのでしょうか？
物理1

鉛直な壁面上の蝶番Ｏの周りに自由に回転できる質量mで長さlの棒がある棒は60゜傾き先端を水平な糸で壁と結ばれている糸の張力Tと、棒がＯから受ける力の大きさFと向きを求めよ向きはFと壁の間の角をθとしてtanθになるモーメントの釣り合いが lcos60゜T=lsin60度mg/2 となるらしいのですがこれは何故でしょうか？教えてください!
このつりあいの式がよくわかりません

質量Ｍのおもりが糸でつながれており、糸と鉛直線となす角をθとし図のようにつりあっているとする張力をＴとした時Ｔを求めよなんですがこの時鉛直方向での力のつりあいを考えるとＴcosθ＝ＭｇよりＴ＝Ｍｇ/cosθとなりますしかし糸方向でかんがえるとＴ＝Ｍｇcosθとなるのですがどこが間違っているでしょうか？たぶん糸方向でかんがえた場合Ｔ＝Ｍｇ/cosθにならないといけないのでしょうがなす角θをなしている糸方向の質量Ｍの力は何度考えてもMgcosθとなり解けないです
大学の物理の問題ですが至急教えてください

滑らかな水平軸を持つ質量M、半径aの剛体円板に軽い糸をかけて、その両端に質量m1、m2の質点を取り付ける。この円板を角速度ωで回転させたときの運動を考える。 2つの質点は糸により連結しているから、同じ加速度αで鉛直方向に運動する。質量m1に働く糸の張力をT1、質量m2に働く糸の張力をT2とし、重力加速度の大きさをgとして次の問いに答えなさい。 1．各質点の鉛直方向の運動方程式 2．水平軸回りの回転運動方程式 3．円板の中心角θと回転に伴い繰り出される糸の長さsの関係 4．加速度αの大きさ 5．質量m1の質点に働く糸の張力T1の大きさ 6．質量m2の質点に働く糸の張力T2の大きさ以上の解答を教えてくださいお願いします。
2008年　東京理科大学　理工　物理

２００８年の理科大学の大問１なのですが水平面ＡＣから３０度傾いた斜面ＡＢにそってバネの一方の端を斜面下端について固定し、他方に質量ｍの物体Ａを固定する。このとき、バネは自然長からＬだけ縮んでつりあった。つりあった状態の物体Ａの位置を座標の原点Ｏとする。次に質量を無視できる糸で頂点Ｂにつけられたなめらかな定滑車を経由して物体Ａと物体Ｂをつなぐ。物体Ｂの質量は物体Ａと等しい。物体Ａ、Ｂがつりあって静止しているときの物体Ａのｘ座標を求めなさい。ただし、斜面に沿って情報にx軸をとりバネ定数をk、重力加速度をｇとする。自分は物をつるしたらバネは少し伸びるからバネの力はつりあいの位置からみて－ｘ軸の方向をむいているとおもい糸の張力をＴとしてＴ＝ｍｇsin30°＋ｋ（Ｌ－ｘ）としたのですが、解答ではＴ＝ｍｇsin30°－ｋ（Ｌ－ｘ）となっていました。これがどうしてなのかいまだにわかりません。長々となってすいませんでしたが、できたら解説をよろしくお願いします
物理　力学、大学受験問題

物理初心者です。よろしくお願いします。問題は傾角30°の斜面上に質量m=20kｇの物体が静止している。静止摩擦係数μ＝√３/2とする。５０Ｎの力を上向きに加えている。静止摩擦力の大きさと向きを求めよ。という問題です。私は斜面を軸として左右が等しくなるよう式をたてました。力は上向きにかかっているので、摩擦力は斜面下向きにかかるので、５０＝mgsin30°+uN としました。ですが、解答は、斜面方向下向きに働く成分は、 mgsin30°＝２０*９．８/2＝９８Ｎこれは５０Ｎより大きいから静止摩擦力は上向きで４８Ｎとありました。この解答がよくわからないのですが、もともと力は上向きにかかっているのに、どうして、摩擦力も上向きにかかるのでしょうか？摩擦力は物体が動く方向と反対に働くものではないのでしょうか？物理はじめたばかりでよくわかりません。補足が必要であればさせていただきますので、よろしくお願い致します。
つりあいの式

図のように質量mの物体A,Bが糸でつながれている状態で、物体Aに水平方向の力Fを加えたところ、静止した。このときの糸の張力を求めよ。という問題で、糸の張力をTとおいて、次のような釣り合いの式を考えました。水平方向：F＋Tcos(θ1)－Tcos(θ2)＝0 鉛直方向：Tsin(θ1)＋Tsin(θ2)－2mg＝0 ・・・ (A) （右向き、上向きを正としています）ゆえに、(A)式より、 T＝2mg/(sinθ1＋sinθ2) と答えを求めたのですが、解答を覧てみたところ、T=mgsinθ2となっていました。この考え方だと何がいけないのでしょうか？
高校物理Iその２

傾き３０°の滑らかな傾斜面上に質量ｍの物体Ａを置く。糸の一端をＡに結び、糸を定滑車と動滑車に通し、他端を天井に結んだ。動滑車に質量Ｂをつるすと、Ｂは下降していった。Ａの加速度と糸がＡを引く力の大きさを求めよ。ＡとＢそれぞれについて式を立ててみました。【A】２aｍ＝Ｔ-ｍｇsin30° 【B】　aＭ＝Ｍg-２Ｔこれで合っているのでしょうか？問題が分かりにくくて申し訳ないのですが、どなたか教えてください。お願いします。
物理

長さLの糸で質量mのPが水平面内で円運動している円錐振り子について張力SはScosθ＝mgだからS＝mg/cosθと表せますが、S＋mg＝m・v^2/rでS＝m(v^2/r－g)とも表せますか？

物理問題

みんなの回答

関連するQ&A

高校1年物理の問題

力のつり合いの問題です

斜面上の物体に働く慣性力

糸の張力の問題

[至急]物理の問題で質問があります

物理の摩擦力問題教えてください！

摩擦力について

高校物理の問題（剛体のつりあい）

動摩擦力の問題です。

摩擦力

「運動の法則」の問題が分からないので教えてください

滑車にかけられたおもりの問題

物理1

このつりあいの式がよくわかりません

大学の物理の問題ですが至急教えてください

2008年　東京理科大学　理工　物理

物理　力学、大学受験問題

つりあいの式

高校物理Iその２

物理

注目のQ&A

カテゴリ
一覧

専門家に質問してみよう
専門家登録

あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト

物理問題

みんなの回答

関連するQ&A

高校1年 物理の問題

力のつり合いの問題です

斜面上の物体に働く慣性力

糸の張力の問題

[至急]物理の問題で質問があります

物理の摩擦力問題教えてください！

摩擦力について

高校物理の問題（剛体のつりあい）

動摩擦力の問題です。

摩擦力

「運動の法則」の問題が分からないので教えてください

滑車にかけられたおもりの問題

物理1

このつりあいの式がよくわかりません

大学の物理の問題ですが至急教えてください

2008年 東京理科大学 理工 物理

物理 力学、大学受験問題

つりあいの式

高校物理Iその２

物理

注目のQ&A

カテゴリ 一覧

専門家に質問してみよう 専門家登録

あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト

高校1年物理の問題

2008年　東京理科大学　理工　物理

物理　力学、大学受験問題

カテゴリ
一覧

専門家に質問してみよう
専門家登録