【質問】物理基礎:力のつり合い

〔質問〕
天井の2点A,Bから長さ30.0cmと40.0cmの糸a,bで(以下、著作権の関係で省略します)
〔回答〕
(※ 問題の答え丸々は回答しかねますので、ヒントを記載します)
 
糸で引かれたおもりのまわりにかかる力を整理していくことで、張力を求めることができます。
 
まず、今回の場合は糸の長さや、つり下げる地点の距離をみると、3:4:5となっているので、ちょうど直角三角形の形が作られます。

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糸bと天井との間にできる角をθとする。
図より、sinθ=3/5,cosθ=4/5 となる。
 
張力Sを分解すると、
・水平方向:S・cosθ
・鉛直方向:S・sinθ
 
張力Tを分解すると、
・水平方向:T・sinθ
・鉛直方向:T・cosθ
 
あとは、おもりのまわりにかかる力のつり合いを考えると、
 
・水平方向:S・cosθ-T・sinθ=0 (右向きの力=左向きの力より)
・鉛直方向:S・sinθ+T・cosθ-mg=0 (上向きの力=下向きの力[重力]より)
 
連立方程式ができたので、あとは解くだけです。
 
力の分解を図示できるように、練習しましょう。

 

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