解説:H.sin氏(機械部門)
令和4年
Ⅲ-16
下図のように,共有する中心軸に固定された2個の定滑車A,Bと1個の動滑車をくさりで連結した差動滑車がある。動滑車の中心に重さWの物体を吊るした状態で,差動滑車を停止させるためにAにかかったくさりを引く力Fとして,適切なものはどれか。なお,定滑車A,Bの半径はそれぞれRとrで動滑車の重さは無視する
①W(R+r)/R ②W(R-r)/R ③W(R+r)/2R ④W(R-r)/2R ⑤W(R-r)/2
解説
[解くために必要な知識]
滑車問題は、同一のくさり(チェーン、ロープ)にかかる張力は全て同じであることが重要です。
では問題を解いてみましょう。
くさりにかかる張力をTとおいて
A滑車の回転モーメントのつり合い
動滑車の力のつり合い それぞれを考える。
A滑車の回転のつり合い
FR+Tr=TR
動滑車の力のつり合い
W=2T なので張力は T=W/2
FR+Wr/2=WR/2
FR=W(R-r)/2
F=W(R-r)/2R
よって回答④となる。
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