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解決済みの質問

漆原物理 第9章チェック問題2 鉛直ばね振り子

下記の問題について質問です。
-問題-
ばね定数k、自然長lの軽いばねの両端に、ともに質量mの小球A、Bがつけられており、Bは天井からつるした軽い糸の先端についている。x軸は、Bの位置を原点にして、鉛直下向き正にとる。
(2)(1)の状態((1)Aをつり合いの位置で静止させた時)からばねの自然長の位置まで、Aを持ち上げ、静かに放した。
(ウ)糸は張力2.5mgになると切れる。糸が切れる直前のばねの伸びd1を求めよ。
ーー
回答は、
ーー
これは一見伸びが問われているように見えるけれど、結局は、糸の張力が2.5mgになるときの弾性力kd1が問われているので、力の問題。図eで、Bのみに注目したつり合いの式により、
--
図e 糸の側 上向きに T=2.5mg
   小球B 下向きに mg、kd1
--
2.5mg=kd1+mg
よって、
d1=3mg/2k
--
です。この問題では、なぜ「Bのみに注目」で、Aの小球は関係なくなってしまうのですか?

簡単なご回答はいただけないかもしれませんが、初心者向けへのご回答でお願いします。
よろしくお願いいたします。

投稿日時 - 2018-07-01 16:58:25

QNo.9514124

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

 No.1 teppou です。補足コメントの御質問に回答します。
 糸にかかる力は、Bの質量とAが落下することによるバネの伸びによる力ですよね。
 問題文では、Aを落下させることによりばねが伸びて、糸にかかる力が大きくなることにより、糸が切れる時のばねの伸びを求めよ、となっています。
 Bの運動については何も問われていないのです。
 ようするに「Bの質量による力+ばねの伸びによる力」を求めればよいので、Aはバネを伸ばす働きのためにあるだけで、質量の大きさはどうでもよいのです。
 Aを取り外して、手でゆっくり引き下げても糸が切れる時のd1は同じになります。
 この回答でどうでしょうか。

投稿日時 - 2018-07-02 19:03:46

お礼

ご回答ありがとうございます。
Bに注目すると考えるのではなくて、
「Bの質量による力+ばねの伸びによる力」
と考えるということで、何となく分かった様な感じがします。
何となく分かった様な感じとは・・・同様の問題を解いた時に、一人で正確を導けるか自信がまだないからということです。
受験生でもない一般の学習者ですので、ゆっくり考え、また分からなかったら質問します。
ありがとうございました。

投稿日時 - 2018-07-03 14:52:50

ANo.2

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回答(2)

ANo.1

 バネにかかる力は、「バネ定数×伸びた長さ」ですよね。
 よく分からなければ、補足コメントでご質問ください。

投稿日時 - 2018-07-01 20:22:54

補足

持ち上げたのはAで、Aが落ちることによって、力がかかるのに、Aのmgは無視されて、Bのmgだけを考えるという考え方が、分からないのです。
なぜ、Bだけで解決するのかな・・・と。

投稿日時 - 2018-07-02 15:59:19

お礼

ご回答ありがとうございます。
補足コメントに改めて質問を入力します。

投稿日時 - 2018-07-02 15:56:41

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