第1問図2に示すように,糸の両端に質量MのおもりAと質量2MのおもりBを結んで,なめらかな滑車Rにかける.さらに,この滑車Rと質量4MのおもりCを糸で結び,天井から釣ってあるなめらかな定滑車Sにかける.重力加速度はgとする.また滑車と糸の質量は無視し,空気抵抗ははたらかないものとする.
図2→ http://odakohnet.dip.jp/buturi.gif
おもりA,B,Cを固定し,次にA,B,Cを同時に静かに離すと,Cは動きはじめた.Cの地面に対する加速度の大きさをbとし,Rに対するAとBの加速度の大きさをaとすると,Aの地面に対する加速度は上向きに(a+b)になり,Bの地面に対する加速度は下向きに(a-b)になる.滑車RとおもりCを結ぶ糸の張力をTとする.おもりA,B,Cについて,a,b,M,Tとgを使って運動方程式を作る.この3つの運動方程式を解けば,A,B,Cの加速度と糸に働く張力が求まる.
この場合に質問なんですが,Aの運動方程式を作るときに,
AとBにかかる張力をZとして
M(a+b)=T+Z-Mgと置けないのはなんでなんでしょうか.Mの速度を作っているのは,滑車の速度とBによって引っ張られる速度と考えて 滑車にかかる力+Bによって引っ張られる力+重力と考えたのですが...
私なら, の4つの運動方程式を連立させて未知数のa,b,T,Zを求めると思います.
さて, >Aの運動方程式を作るときに, >AとBにかかる張力をZとして >M(a+b)=T+Z-Mgと置けないのはなんでなんでしょうか おもりAには直接Tの力はかかっていないためです. 張力は直接触れているもののみを考えるべきです.