誉田進学塾高校部日記

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【生徒からの質問より】応用よりも基礎の方が実は難しい Part2

こんにちは。
八千代緑が丘校の轟です。

前回のPart1からだいぶ時間を空けてしまいましたが、
続きを書きたいと思います。

事の発端は、以下の滑車にかけられた糸に対して、
生徒から
「糸の張力って、本当にどの位置でも一定の力
　になっているんですか？」
と質問を頂いたことでした。

ファイル 3921-1.png

物理における滑車の問題では、糸に対しては
『質量無視，伸縮なし』
そして滑車には『摩擦なし』
という問題設定が必ずされています。

この問題設定があると、以下の理由で
糸の張力はどこでも一定になります。

ファイル 3921-2.png

上図のように、糸の一部分に対して
上下(両側)に各々、張力がかかっている
とします。
また、糸の一部分の質量をΔｍとします。

すると、以下のような運動方程式を立てることができます。

ファイル 3921-3.png

よって、糸の張力はどこでも一定になる
という結論に至ります。

確かに、上記の条件の下では
糸の張力はどこでも一定となりますが、
なんだか、実際は違うんだよなぁという
経験をしたことはありませんか？

滑車に糸がかかっている場合、
滑車と糸の間に摩擦があれば
滑車の左側と右側の糸の張力は
一緒にはなりません！

興味のある方は、なぜ糸に摩擦力が加わると
糸の両端で張力に差が生じるのかを
考えてみて下さい。

また、糸の両端で張力に差が生じる身近な例を
考えてみて下さい。

では、次回、このことについて書かせて頂きたい
と思います。

ファイル 3921-4.jpg

（八千代緑が丘校　轟）

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【生徒からの質問より】応用よりも基礎の方が実は難しい Part1
https://www.jasmec.co.jp/cgi-bin/blog-diary-open1/diary02/blog-diary-open2.cgi?no=3896

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