H28年 国家一般職(高卒 技術) No.12 物理　解説

　問 題　　　　　

エレベーターの天井から糸で質量 5. 0 kg の小球がつるされている。このエレベーターが鉛直上向きに 2. 0 m/s² の加速度で上昇するとき，糸の張力はおよそいくらか。ただし，重力加速度の大きさを10 m/s² とする。

1.  30 N
2.  40 N
3.  50 N
4.  60 N
5.  70 N

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

動いていなければ、5.0kg なので F = ma より、50N です。

エレベータが上向きに動くため、慣性力を考える必要があります。 上向きに、加速度 2.0 で系（エレベータ）が加速しています。F_慣性力 = ma です。

小球に慣性力が下向きに 5.0 × 2.0 = 10 N かかっていると考えます。（エレベータがぐっと上がる時、押さえつけられる感覚を考えると理解しやすいと思います。）

これにより、小球にかかる力は 50 + 10 = 60 N です。よって、糸の張力は上向き 60 N です。

以上より、正解は 4 です。