【演習】糸の張力

物理基礎【力学】第12講『糸の張力』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

糸の張力物体を糸に付けて吊るすことを考えてみましょう。 糸が支えとなって物体は落ちません。糸は物体が落下しないように，上向きの力を及ぼしていることになります。...

問題

[Level.1]
以下の各図に示された物体が糸から受ける張力（大きさT）を図示せよ。

[Level.2]
以下の図のように定滑車が設置されている。定滑車にかけられた軽い糸は，滑車の右側に垂れた部分と左側に垂れた部分をそれぞれ1本の糸として考えることができる。 図のT₁,T₂,T₃の大きさをそれぞれ求めよ。

[Level.3]
動滑車を使って物体を持ち上げるときに必要な力は，定滑車を使って持ち上げるときの半分で済む。 その理由を説明せよ。

この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。

答え

[Level.1]
下図参照。

[Level.2]
T₁=T₂=T₃=20N

[Level.3]
前問の結果より，動滑車は等しい張力をもつ2本の糸で持ち上げられる。よって，1本の糸で持ち上げる定滑車に比べて半分の力で済む（下図参照）。