問題3は、重さ10NのおもりAと重さ20NのおもりBが軽い糸で繋がれて吊り下げられている状態について考察する問題です。 まず、おもりBにはたらく力を全て図示する必要があります。 次に、おもりAを5Nの力で下から支えたとき、天井から吊り下げられている糸にかかる力を求める必要があります。

応用数学力学力の釣り合い物理
2025/6/3
## 問題の解答

1. 問題の内容

問題3は、重さ10NのおもりAと重さ20NのおもりBが軽い糸で繋がれて吊り下げられている状態について考察する問題です。
まず、おもりBにはたらく力を全て図示する必要があります。
次に、おもりAを5Nの力で下から支えたとき、天井から吊り下げられている糸にかかる力を求める必要があります。

2. 解き方の手順

### おもりBにはたらく力の図示
おもりBにはたらく力は以下の通りです。
* 重力:下向きに20N
* 糸の張力:上向きに、おもりBとAを結ぶ糸からの張力(糸の張力を TABT_{AB} とします。)と、天井から吊り下げられている糸からの張力(糸の張力を T天井T_{天井} とします。)
### 天井にかかる力の計算
おもりAを5Nの力で下から支えているとき、おもりAにはたらく力は以下の通りです。
* 重力:下向きに10N
* 支える力:上向きに5N
* 糸の張力:上向きに、おもりAとBを結ぶ糸からの張力 TABT_{AB}
おもりAについて力の釣り合いを考えると、
TAB+5N=10NT_{AB} + 5 N = 10 N
よって、
TAB=5NT_{AB} = 5 N
おもりBにはたらく力は以下の通りです。
* 重力:下向きに20N
* 糸の張力:上向きに、おもりAとBを結ぶ糸からの張力:下向きにTABT_{AB} = 5N
* 天井の糸からの張力:上向きに T天井T_{天井}
おもりBについて力の釣り合いを考えると、
T天井=20N+TAB=20N+5N=25NT_{天井} = 20 N + T_{AB} = 20 N + 5 N = 25 N
したがって、天井にかかる力は25Nとなります。

3. 最終的な答え

天井にかかる力は25Nです。

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