良問 力学17：気球につるした物体Aと糸の切断

このシミュレーションについて

気球が物体Aを糸でつるして等速で上昇しているとき、力のつり合いから張力と浮力を求める。高さ h で糸を切ると、Aは投げ上げの運動、気球は上向きに加速しながら上昇し続ける様子を同時に見る

動かせる条件

気球の質量 M ／ 物体 A の質量 m ／ 上昇の速さ v ／ 糸を切る高さ h ／ 外の空気の密度 ρ ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• ポイント：等速で上昇している間は、AもBも力がつり合う。糸を切ると、Aは初速 v の投げ上げ、気球は力のつり合いがくずれて加速しながら上昇する。
• やってみよう：①M を小さくすると気球の加速度が大きくなる。②糸を切った後の A が最高点に達してから落ちる様子を、右のグラフの放物線で見る。③h を大きくして、Aが床に着く時刻がどう変わるかをグラフで確かめる。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

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