問2 図のように，摩擦のない水平面上に質量3 m の物体A を置く。物体A に軽…
問1 ～問4 に答えよ。
問2 図のように，摩擦のない水平面上に質量3 m の物体A を置く。物体A に軽くて伸びない 糸をつけ水平に張り，なめらかに回る軽い滑車を通し，他端に質量m の物体B をつり下げ た。物体A に水平方向左向きに力F を加えて物体A，B を静止させるためには，力F の大 きさをいくらにすればよいか。下の1 ～4 のうちから一つ選べ。ただし，重力加速度の大き さをg とする。
A F → 3 m 糸 滑車 m B
- 1 mgＢのつり合いから張力はmgで、Ａのつり合いからFもmgになります。
- 2 2 mg張力を2倍にした値で、Ｂのつり合いと合いません。
- 3 3 mgＡの質量3mをそのまま使った値です。Ａの重力は水平方向には関係しません。
- 4 4 mgＡとＢの質量を足して使った値で、水平方向のつり合いとは関係がありません。
解説
正解は1です。物体Ｂは糸でつるされて静止しているので、糸の張力はＢにはたらく重力と等しく、大きさはmgです。物体Ａは水平面上で静止しており、右向きに糸の張力mg、左向きに力Fを受けています。水平方向のつり合いから、Fの大きさもmgになります。滑車は力の向きを変えるだけで、張力の大きさは糸のどこでも同じです。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00001.htm）を加工して作成