質問: 物理の質問です。 滑らかに動く軽い定滑車に軽い綱を通し、綱の一端に重さが200Nの台を吊り下げる。この綱の他端を、台上に乗った人(重さが500N)が引いた。 人が綱を引く力が100Nのとき、人が台を押す力の大きさはいく
回答: sni********さん 「綱の一端に重さが200 [N] の台を吊り下げる」 とありますが、 台が地面から離れて宙に浮いた状態で、 「人が綱を引く力が100 [N] 」というのは、 あり得ないのではないでしょうか。 (1) 台が地面と接していない場合 人に働く力は、 重力:W=500 [N] (下向き) 台からの垂直抗力:N [N] (上向き) 綱の張力:T [N] (上向き) の3力であり、これらがつり合っています。 つり合いの式は、 N+T=500 [N] ...1 台に働く力は、 重力:w=200 [N] (下向き) 人が押さえつける力:N [N] (下向き) 綱の張力:T [N] (上向き) の3力であり、これらがつり合っています。 つり合いの式は、 T=N+200 [N] ...2 2を1に代入すると、 N+N+200=500 2N=300 ∴ N=150 [N] 2より、 T=150+200 =350 [N] となります。 (2) 台が地面に接している場合 人に働く力は、 重力:W=500 [N] (下向き) 台からの垂直抗力:N [N] (上向き) 綱の張力:T=100 [N] (上向き)とします。 の3力であり、これらがつり合っています。 つり合いの式は、 N+100=500 ∴ N=400 [N] ...1' 台に働く力は、 重力:w=200 [N] (下向き) 人が押さえつける力:N [N] (下向き) 綱の張力:T=100 [N] (上向き) 地面の垂直抗力:R [N] (上向き) の4力であり、これらがつり合っています。 つり合いの式は、 100+R=N+200 [N] ...2' 2' に1' を代入して、 100+R=400+200 R=500 [N] となります。