💡 ヒント:滑車につるした板上の人のつりあい

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

板の上に人が乗っており、滑車を介したロープで板(人ごと)を吊っている状況。図 1 では別の人が外からロープを引き、図 2 では板の上の人が自分でロープを引きます。

システムの選び方がカギ:「人 + 板」を 1 つの系として見ると、内力(人と板の間の押し合い)は無視でき、外からはたらく力(重力・ロープの張力)だけで議論できます。

図 2 で「自分で引く」場合は、ロープが系に2 本つながる(人の手と板側)ことに注目!

✏️ 求めるもの

(1) 別の人がロープを引くときの張力 \(T_1\)
(2) 板の上の人が自分で引くときの張力 \(T_2\)(\(T_1\) との関係)

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 系を「人 + 板」と決める:系全体の重さは \((m_1 + m_2)g\)
  2. 図 1 のとき:系を支える糸は板に繋がる 1 本。\(T_1 = (m_1 + m_2)g\)
  3. 図 2 のとき:系から出る糸は「板側」と「人の手側」の 2 本。\(2T_2 = (m_1 + m_2)g\)
  4. 結論:\(T_2 = T_1 / 2\)。自分で引くと半分の力で済む
注意

「人が引く力」と「人が板を踏む力」を混同しないこと。系を「人 + 板」と取れば、これらの内力は外力ではないので式に出てこない。系の取り方が問題を簡単にする最大のコツ。