単一粒子の線形力積と運動量の原理: 問題解決

木箱と既知の質量の円柱で構成される質量のないプーリーシステムを考えてみましょう。システムが静止状態から解放された後の特定の時間における、アタッチされたオブジェクトの速度を判別します。

解析では、ロープ全体の長さを決定するための適切な座標系を確立します。この長さ方程式の時間微分は、速度方程式を与えます。

円柱の自由体図を描き、その重量とロープの張力を示します。線形インパルスと運動量の原理をシリンダーに適用します。

ここで、初期運動量はゼロですが、インパルスはシリンダーの重量とロープの張力によるものです。

同様に、木箱の自由体図を描き、それに作用するすべての力を示します。インパルスと運動量の原理を適用し、既知の値を代入して方程式を単純化します。

次に、3つの方程式を同時に解いて、未知の速度を求めます。

下向きの速度を正とすると、木箱の負の速度は箱の上向きの動きを示します。