滑車と張力1|のたらぼ。黒豆:滑車の問題を見ているとよくこんな図が出てくるけど、この図に赤色矢印で示されてる力がよく分からないんだよねー。この力について色々調べてみたけど、みんな「糸の張力」ってことしか書いてないよね。張力って「糸が引く力」じゃないの?滑車に糸が繋がってるわけでも無い(糸は滑車に接しているだけ)のにどうしてこの位置に「張力」が働くの?のた:ん〜、面白い質問だね。黒:えぇ〜、でも実際には「くっついてない」よね?どう考えればいいの?の:じゃあ、もう少し細かく見ていってみよう!「糸」を考えるの:糸の「張力」って詳しく説明するとどんな力?黒:糸が引っ張る力のこと。糸の終端で、糸の向きに沿った糸へ引き寄せる力。:じゃあ、滑車を考える前に、糸について考えてみよう。糸をたくさんの輪っかが連なった鎖で考えよう。すると、糸の「張力」の話は鎖の「輪っか」に働く力を考えることで説明できそうだね。鎖の輪っかに働く力を細かく説明してもらえるかな?黒豆メモ\(\boldsymbol{F}_{0}\):鎖を引く外力\(\boldsymbol{F}_{10}\):輪っか1に働く外力の反作用の力\(\boldsymbol{F}_{12}\):輪っか1が輪っか2を引く力\(\boldsymbol{F}_{21}\):輪っか2が輪っか1を引く力\(\boldsymbol{F}_{23}\):輪っか2が輪っか3を引く力\(\boldsymbol{F}_{32}\):輪っか3が輪っか2を引く力...黒:端っこの輪っかが引っ張られると、それに繋がったお隣の輪っかが引っ張られて、さらにお隣へ・・・。これがずっと繋がって、端っこで加えた力が輪っかを通じて別の端っこに伝搬していく。ここでは、隣同士の輪っかに作用反作用の力が働いているね。メモ\(\boldsymbol{F}_{0}\):鎖を引く外力\(\boldsymbol{F}_{10}\):\(\boldsymbol{F}_{0}\)の反作用の力\(\boldsymbol{F}_{12}\):輪っか1が輪っか2を引く力\(\boldsymbol{F}_{21}\):\(\boldsymbol{F}_{12}\)の反作用の力\(\boldsymbol{F}_{23}\):輪っか2が輪っか3を引く力\(\boldsymbol{F}_{32}\):\(\boldsymbol{F}_{23}\)の反作用の力...の:ここで、糸を鎖と置き換えてもこの場合問題ないよね。糸の話に立ち返ると、この輪っかが「糸の微小要素」として考えられ、「微小要素の連結したもの」が糸と言える。糸の微小要素に置き換えて考えてみよう。黒:・・・糸?さっきの「輪っか」もビミョ〜だったけど。黒:さっきの鎖に話と同じ関係になるよね。この微小要素の間に働く「引く力」が「糸の張力」だね。notalaboのたらぼ。notalaboのたらぼ。notalaboのたらぼ。滑車と張力2のた大学・大学院で物理を専攻してきたアラサー男子。初対面の人からは大抵苦手と思われちゃうタイプ。