おたくな実験集

おたくで実験好きな御宅菜プロ太の
ブログです
(内容は信用ならないかも・・・)
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どっちが楽??

2008-04-19 09:07:40 | 実験など
早速ですが実験します
下記を用意してください
1:紐
2:おもり
まず紐をY字に加工します
そしてそのY字の一端におもりを吊り下げます(図参照)

ここからが実験です
まずA,B両方持って持ち上げます
その手ごたえを覚えておいて
Aを右手、Bを左手に持ちかえて左右に引っ張ります
両方とも重りが上がりますがどっちが楽に上がりましたか??
ほとんど前者だと思います
何故でしょう??理由がありますとりあえず図を見てください

左の図は最初にやった実験です
いうまでもありませんがおもりの重力以上の力をかけないと持ち上がりません
仮におもりの質量が500gとするとそれにかかる重力はおよそ5N(1N≒100g重)なので
5N以上の力で持ち上がります

しかし問題は右の図です
おもりを吊り下げているC点にはおもりに働く重力がかかっています
(厳密にはおもり+紐の重さですが紐の重さは無いものとします)
このとき静止しているのですからおもりにかかる重力と同じ大きさの力が
C点に働いています
その働く力を現したのがCAです
(ここでは力の作用点、向きを表すのでCAはCからAに力がかかっているのです)
そしてここでは仮定としてAB平行DC,BC平行ADとします
すると四角形ABCDは平行四辺形になります
ここで分合力の説明に入ります
分合力では
合力の場合二つの力を二辺とする平行四辺形の対角線を
分力の場合かかる力を対角線とする平行四辺形の二辺を
力とすればよく
図のような場合力は紐の線上に働くので
少なくともBC上にあるかBCを含んでいるのです
また平行四辺形なので向かい合う平行な辺を書きます
するとさっきの図のようになるのです

その図で分力された力はBC,DCです
図の角度だとわかりにくいですが
一応ACよりBC,DCのほうが長くなります
なのでこのようなことになるのです
END

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