問題を理解する
問題には通常、次のシステムが含まれます。
* プーリー： ロープまたはケーブルがスムーズに走ることを可能にする溝を備えたホイール。
* 質量（m）： ロープの一方の端にぶら下がっている重り。
* バケツ（m）： ロープのもう一方の端にぶら下がっているバケツ、しばしば液体が含まれています。
* 質問： システムの加速、ロープの緊張、またはバケツが一定の距離に落ちるまでの時間などの量を決定するため。
重要な概念
* ニュートンの第二法則（f =ma）： オブジェクトに作用する正味の力は、その質量倍の加速に等しくなります。
* 無料のボディ図： システム内の各オブジェクトに作用するすべての力の視覚的表現。
* 張力（t）： 塊とバケツの両方にロープによって加えられた力。
を解くための手順
1。自由なボディ図を描く：
* 質量の場合（m）：
* 重量（mg）： 重力による下向きの力。
* 張力（t）： ロープから上向きの力。
* バケット（m）の場合：
* 重量（mg）： 重力による下向きの力。
* 張力（t）： ロープから上向きの力。
2。ニュートンの第二法則：を適用します
* 質量の場合（m）：
* t -mg =ma（質量が上方に移動しているため、加速は正です）
* バケット（m）の場合：
* mg -t =ma（バケツが下方に移動しているため、加速はプラスです）
3。方程式を解きます：
* 2つの方程式を追加します： 緊張（t）がキャンセルすることに注意してください。
* mg -mg =（m + m）a
* 加速度を解決する（a）：
* a =（mg -mg） /（m + m）
* 張力を解決する（t）： 「a」の値を、ステップ2の元の方程式のいずれかに置き換えます。
4。他の量の計算：
* time（t）： バケツが一定の距離に落ちるまでにかかる時間を見つける必要がある場合は、運動式方程式を使用します（例：d =vit + 1/2at^2）
例の問題
2 kgの質量（m）がプーリーに取り付けられ、1 kgのバケツ（m）がもう一方の端に取り付けられているとします。摩擦と滑車の質量を無視します。探す：
* a）システムの加速
* b）ロープの緊張
解決策
1。無料のボディ図： （上記のように自分で描く）
2。ニュートンの第二法則：
*質量（m）：t -2g =2a
*バケツ（m）：g -t =a
3。方程式を解きます：
*方程式の追加：g -2g =3a => -g =3a
*加速度（a）：a =-g/3≈ -9.8 m/s²/3≈ -3.27 m/s²（負の記号は下向きの加速を示します）
*張力（t）：バケツの方程式を使用：t =g -a≈9.8m/s² - （-3.27 m/s²）≈13.07n
したがって、
*システムの加速は約3.27 m/s²の下方です。
*ロープの張力は約13.07 Nです。
重要なメモ：
* 摩擦： 実際の滑車には摩擦があり、計算に影響します。
* プーリーの質量： プーリーの質量が重要な場合は、その回転慣性を考慮し、トルク方程式を適用する必要があります。
* 運動学： 時間、距離、または速度を見つける必要がある場合は、計算した加速度とともに運動学的方程式を使用する必要があります。
