- ベストアンサー
張力>遠心力でも糸がゆるみますか？
円軌道からはずれるのは、糸がゆるむ→張力＝０が一般的なようですが、張力>遠心力でも糸がゆるむ条件になりませんか？
- みんなの回答 （5）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
その他の回答 (4)
- kamobedanjoh
- ベストアンサー率27% (1021/3686)
「糸がゆるむ」とは、どのような状態を指しているのですか？ 糸には遠心力と求心力による「張力」が働いて居ます。 仮想の剛性体で作られた糸では緩むことはありませんが、繊維を絡み合わせた通常の糸では、張力で繊維の絡み合いががほぐれて、糸そのものが伸びてしまいますから、その結果緩みを生じます。 本来張力とは、糸を引き延ばそうとする力ですから。
お礼
ありがとうごうざいます(^^♪ そうなんですね～(・・)
- QCD2001
- ベストアンサー率59% (305/512)
糸が緩む条件にはなりません。 張力は抗力の一種です。 抗力と言うのはある力に抵抗して運動を生じさせないような力です。 たとえば、机の上に重りを置きます。その重りには重力がかかっていますが、下方へ向かって加速度運動をしません。これは机がその重りが動かないように、上に押し上げているからです。これが抗力です。机が重りを押し上げる力は、重りに加わる重力とちょうど等しい大きさです。もし、抗力のほうが大きければ重りは机から浮き上がるはずですし、抗力が小さければ重りは机の中へ沈み込んでしまいます。ですから、抗力は常にそこに作用している力と等しい大きさの力です。 糸に重りをつけてぐるぐると振り回すと、重りには遠心力が作用します。しかし糸が切れない限り、重りは円運動を続けます。これは糸からの抗力が遠心力に対抗して重りが飛び去るのを妨げているからです。ですから、このときの抗力は糸を引っ張る力になるので、「張力」と呼ばれます。抗力は、物体に働く力に逆らって、運動を妨げるように作用する力ですから、常に 張力＝遠心力 になります。 糸が緩んでいるということは、糸に力が作用していないということです。力に対する抗力が張力ですから、糸に力が作用していないということは、 張力＝抗力＝糸に作用する力＝０ ということになります。 ですから、糸が緩んでいるときには糸の張力は常に０です。 ところで、張力＝抗力＝遠心力 であるはずなのですが、張力≠遠心力 になる場合があります。それは、遠心力以外の力が作用している場合です。 たとえば、重力が作用している場合です。 糸を振り回したときの回転軸が水平になるように、上下方向に振り回しているとき、重りには遠心力と重力が作用しています。従って 張力＝抗力＝遠心力＋重力 になります。重りが円周の上にいるとき、遠心力は重りを上へ引っ張りますが、重力は下向きに作用します。ですから、 張力＝抗力＜遠心力 になります。 重りが円周の下にいるときは 張力＝抗力＞遠心力 になります。 このとき糸は緩んでいません。 回転が遅いと、重りが円周の上に行ったときに重りが円軌道から外れて糸が緩みます。これは糸が重りを引っ張っているのではありません。重力が重りを引っ張りおろしているのです。その結果重りが円軌道の内側に入り、糸が緩むのです。このとき糸には力は作用していませんし、糸が重りを引っ張ってもいません。ですから、 張力＝０ になっています。 張力は「糸が引っ張る力」ではありません。「糸が引っ張られる力」なのです。
お礼
ありがとうございます(^^♪ そうだったんですね～(・・)
- shuu_01
- ベストアンサー率55% (760/1366)
問題集の問題を解こうとしてるのですが？ 実際におもりに糸を結びつけて回す時の話ですか？ 円運動は水平面で回すの？ それとも垂直（この場合、重力も考えないといけません） 「糸」とのことなので、ゴムやバネみたいにほとんど 伸びないと考えて良いのですよね 「摩擦のない」ツルッツルの氷の上とかエアホッケーの 上とかで、糸に結んだおもりを、円周の方向（糸と垂直） に ピンと弾いてやると、「摩擦」がないので、 いつまでも回転し続けます（現実の世界で摩擦がない なんてほとんどないですけど。宇宙だとあるのかなぁ） 「おもり」の立場で考えると、糸につながれてなければ 一直線に飛んでいくのですが、糸でつながれてるので、 内側に引っ張られ、円運動をすることになります その時の向心力（内側に向かう力）は m・v^2 / r です 遠心力 http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/b2/53/5322ennsinn.html 「糸」の立場で考えると、おもりにより外側に引っ張られる ので、遠心力ということになるし、引っ張られる力 ＝ 張力 という言い方もできます 摩擦があるので、いつかは止まりますが、円周方向に弾いて やると、糸がたわむことはありません Yahoo！ 知恵袋の既出 Q&A 鉛直面内の円運動について質問です。 http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14135719129 みたいに、垂直な面で回転させるのですか？
お礼
ありがとうございます(^^♪ 復習の時に気にかかったので・・。 なるほどです・・(・・)
- 中京区 桑原町（@l4330）
- ベストアンサー率22% (4373/19605)
張力とは引っ張られて出る力です 遠心力>0なら糸は引っ張られてるので緩むことはありません
お礼
ありがとうございます(^^♪ そういうように考えればいいんですね><
関連するQ&A
- 糸の張力の支点はどこ？
天井から糸でおもりが吊るされているとき、おもりには鉛直下向きに重力がはたらき、糸がおもりを引っ張る力である張力が上向きにはたらきますが、 張力の支点は、糸にあるのですか？それとも、おもりにあるのですか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 高校力学 定滑車における糸の張力
こちらは高校三年生です。 糸の張力を考察するときに、「糸の質量を無視する」とあると、運動方程式において糸の重力と加速度×質量の部分が無視できるので糸の張力は糸のどこでも一定だとできるという記述を目にしました。 「ma=T-T'-mg」 →「0=T-T'」 ⇔ 「T=T'」 （糸の質量をm、両端に張力T・T'が働いているケース） そこで質問二つ質問があります。 (1)定滑車の場合では糸についての運動方程式はどのような形になるのでしょうか? (ここでは、天井に定滑車をつるして糸をかけています) 定滑車と糸の間には垂直抗力が働き、それらを考慮して運動方程式を立てたのですがこの場合でT=T'(両端での張力が等しい)という結果が出せません... (2)重さの無視できる定滑車に働く合計の張力は２Tであるというのも、運動方程式から導き出せないのでしょうか?このときも糸と滑車の接している面全体に働く垂直抗力を考えると、訳が分からなくなってしまいました。 摩擦については無視していますが、ある時にどうなるのかもよかったら教えてください。. その他の条件、糸の伸び縮みなどはどの条件をどのように定めれば良いのか分からないのでもしあったらそれも含めて教えてくださると助かります。 もしも、運動方程式とはまた別のアプローチで「張力はどこでも一定」、「滑車には２Tの力が働く」のふたつを証明できるならばそれを教えてくださっても大丈夫です。 冬休みなので先生に会えなくて質問が出来ないので、投稿させていただきました。不足な点がありましたら教えてくださいm(_ _)m
- ベストアンサー
- 物理学
- 遠心力の考え方について
力学の基礎である遠心力についてお尋ねします。 玉に紐を結び付けて振り回すことを考えます。紐と一緒に動いている座標系で考えてみます。紐の中心がx=0, 玉に向かってｘ座標が伸びています。xに直角方向がyです。x,y共に回転しています。その座標系に乗っている人は玉に作用している張力を測定できます。すなわち玉がx=0の方向に引かれていることがわかります。しかし玉はじっとしています。慣性の法則を満たすためには力のつり合いが必要なので、張力と反対方向すなわち外向きに力が作用しているとしなければなりません。それが遠心力ということです。以上が遠心力に対する私の理解です。これは正しいのでしょうか。 もしこれを正しいと断定した場合、紐を振り回している状態を外から見ている人を考えます。（非常に一般的な状態です。紐に着けた石を振り回している人を見ている人ということですね。）その人から見ると遠心力の説明が覚束なくなります。見ている人が紐と一緒に回転している座標系を想像して遠心力を想定することはできるわけですが、その人からみた座標系ではありません。石（玉）は慣性の法則を満たすためにまっすぐ飛んでいくはずです。それを引き戻して円軌道に載せるために力が作用しなければならないわけですね。それが遠心力と等価になるということだろうなとは思いますが、解釈が混入すると思います。また、紐がなくても曲がった運動をするような場合（曲がった水路とか）考え方がますますはっきりしなくなります。楕円運動のような感じで曲がる運動について変化する曲率を当てはめて変化する曲率半径ごとの円運動の遠心力なのだろうなとは思いますが、どのような考え方になるのでしょうか。簡単に遠心力より..という言葉が出てくると視界不良になるのでお尋ねしました。 よろしくお願いします。 これに近い問題で歳差運動の反復力についても理解しづらいところがありますが、これはまた別途。
- 締切済み
- 物理学
- 加速度の大きさと糸の張力
それぞれの質量m1,m2,m3の物体A,B,Cを軽い糸で繋ぎ、物体A,Bを水平方向と角θをなす摩擦のある斜面にのせ、物体Cを滑らかな滑車を通してつるす。物体Cを動かないように押さえている手を静かに離したら、物体Aは滑り落ち始めた。物体A、Bと斜面との動摩擦係数はいずれもμとし、重力加速度をgとして、次の問いに答えよ。 加速度の大きさをa AB間の糸の張力をT1，BC間の糸の張力をT2とする。 物体A,B,Cの加速度の大きさと、AB間、BC間の糸の張力をそれぞれ求めてください。
- 締切済み
- 物理学
- 円錐振り子の糸の張力
円錐振り子の糸の張力を求める際、鉛直方向に力を分解しますが、張力の直線上にまっすぐ座標軸を取ればS=mg*cosθとなってこれも正しいような気がしてしまいます。 正答はs=mg/cosθというのも正しいと思うのですが、なぜ張力の直線上に軸を取ってはいけないのかよくわかりません。 解説できる方、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- EP-710A 廃インク吸収パッドリセットツールを無料で手に入れる方法について教えてください。
- EPSON社製品EP-710Aの廃インク吸収パッドリセットツールを無料で手に入れる方法を教えてください。
- EP-710Aの廃インク吸収パッドリセットツールを無料で手に入れる方法を教えてください。
お礼
ありがとうございます(^^♪ そんな特殊な場合だったんですね><