力のつりあい(3)

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教科書p59 類題6

 一端を壁に固定した長さ 0.50mの糸Aに、重さ12Nの物体をつるし、図のように、別の糸Bで引くと、物体は壁から 0.30mはなれて静止した。糸A、Bの張力の大きさは、それぞれ何Nか。





<解答の前に>

 辺の比が、3:4:5の三角形は、三平方の定理に当てはまりますので、直角三角形になることがわかります。

  3+4=5

 下図の、斜線を付けた直角三角形は、辺の長さが 0.30m、0.50mなので、辺の比が3:4:5の直角三角形となります。





解法1<それぞれの力の水平成分、鉛直成分のつりあいで考える>



 図のように、糸A、Bの張力の大きさを、それぞれ〔N〕、〔N〕とします。
 糸Aの張力の水平成分、鉛直成分の大きさを、三角形の辺の比から求め、水平方向と鉛直方向のそれぞれの力のつりあいの式を書きます。









解法2<平行四辺形の法則で合成して考える>



 図のように、糸A、Bの張力の大きさを、それぞれ〔N〕、〔N〕とします。
 糸A、Bの合力が、物体にはたらく重力(12N)とつりあっていると考えると、合力の大きさも 12N となります。

 図の、斜線を付けた直角三角形の辺の比が、3:4:5となるので、





  
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