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アトウッド張力計算機

Q: 加速度も返しますか？

いいえ。 本能力はコード張力のみを返します。符号付き系加速度も必要な場合は、別のアトウッド加速度ツールをご利用ください。

5 kgと3 kgのおもりを理想的な滑車にかけ、g を9.81 m/s²とすると、ひもの張力は36.7875 Nです。m1、m2、g の積の2倍を質量の合計で割り、張力だけを示します。ブラウザで無料で使えます。

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ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

M1: 5
M2: 3
G: 9.81

結果

総質量: 8
張力: 36.7875
T: 36.7875
方程式: T = 2 · 5 · 3 · 9.81 / (5 + 3) = 36.7875

アトウッド器械の張力計算機は、宿題や実験の事前確認で本当に必要とされる一つの数値、つまり滑車で結ばれた2つの吊り下げ質量をつなぐひも（コード）の張力に焦点を当てます。一貫した単位系で質量 m1 と m2、および重力加速度 g を入力すると、標準式「2×m1×m2×g を質量の和で割る」から理想的な張力 T を返します。モデルは理想的な摩擦なしアトウッド配置（質量のない滑車、質量のない非伸長ひも）であり、両質量は一様な張力を共有します。

理想的なアトウッド張力の意味と適用される公式

アトウッド器械は、滑車を通るひもで結ばれた2つの吊り下げ質量からなり、一方が下降すると他方は同じ大きさの加速度で上昇します。教室の理想モデルでは滑車は質量がなく摩擦もなく、ひもは質量がなく非伸長であり、ひも全体に単一の張力 T が強制されます。各質量の自由体図とニュートンの第二法則により未知の加速度が消去され、張力だけの閉形式が残ります。

すなわち T は 2×m1×m2×g を m1+m2 で割ったものです。両質量が正のとき、この式は常に2つの吊り下げ重量の間にあります。質量が等しければ T はいずれかの重量 m g に帰着し、一方が他方よりはるかに大きければ T は軽い方の重量のおよそ2倍に近づきます。

本ページの計算機はその張力公式のみを解きます。系の加速度は返さず、滑車の慣性やひもの伸びもモデル化せず、単位換算も行いません。呼び出し側は m1・m2・g を一貫した系（例：キログラムとメートル毎秒毎秒）に保ち、T がその系の力の単位（ニュートンなど）で出るようにします。

特徴的な硬エラーは総質量ゼロです。m1+m2 がゼロのとき理想式は未定義であり、ハンドラはゼロ除算や Infinity を返す代わりに入力を拒否します。

実用的なヒント、制限、この張力計算機を使う場面

呼び出し前に一貫した単位系を使い、本ページは SI とヤード・ポンド法の換算を行いません。指導ではまず2つの自由体方程式から T を導き、ここで数値を確認してください。本ページはアトウッド器械の張力計算機、2つの吊り下げ質量のコード張力、理想滑車張力をオンラインで探す方を対象とします。

2質量と重力が既知で理想的なひも張力だけが必要なときに本能力を優先し、元問題が質量ではなく重量を与える場合は単位系が求めるなら先に局所 g で質量へ換算してください。符号付き系加速度と下降側ラベルも同じ応答に必要なときだけ、より包括的なアトウッド加速・張力ツールを選んでください。

採点者が数値の元になった正確な式を見られるよう、応答の formula 文字列を提出物の横に記録してください。

活用例

ひも張力の宿題チェック

学習者は教科書のアトウッド問題から m1・m2・g を入力し、自由体の提出前に理想的なコード張力を決定論的な T と比較します。

物理ヘルパーのユニットテスト

シミュレータやゲームのコーディング型課題向けに、既知の正しい張力ケースと意図的な総質量ゼロ拒否を期待値として生成します。

実滑車データ前の実験プレチェック

パイプラインはまず理想の T を計算し、力センサ読取と比較して摩擦と滑車慣性を残差誤差として定量化します。

よくある質問

加速度も返しますか？

いいえ。本能力はコード張力のみを返します。符号付き系加速度も必要な場合は、別のアトウッド加速度ツールをご利用ください。

m1・m2・g にはどの単位を使うべきですか？

一貫した任意の系で構いません。例としてキログラムとメートル毎秒毎秒なら張力はニュートンになります。計算機は単位を換算しません。

張力が2つの重さの間に入るのはなぜですか？

理想的な式の性質で、2つの質量がどちらも正なら、張力は必ず2つのおもりの重さの間に入ります。質量が等しければどちらか一方の重さ m×g に等しく、一方がずっと大きければ軽いほうの重さの2倍に近づきます。

問題で質量ではなく重さが与えられたら？

単位系の都合で必要なら、まずそれぞれの重さをその場所の g で割って質量に直し、質量を入力してください。式は質量を使い、張力はニュートンなど、その単位系の力の単位で出ます。

質量の合計が0だとどうなりますか？

式が0で割ることになるため、数値を作らずに計算を拒否します。理想モデルでは、その場合の張力はそもそも存在しません。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/mech/atwood-tension

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/atwood-tension \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"m1":5,"m2":3,"g":9.81}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/atwood-tension", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "m1": 5,
    "m2": 3,
    "g": 9.81
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/mech/atwood-tension",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "m1": 5,
    "m2": 3,
    "g": 9.81
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/atwood-tension", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"m1":5,"m2":3,"g":9.81}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"m1":5,"m2":3,"g":9.81}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/atwood-tension", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "m1": 5,
  "m2": 3,
  "g": 9.81
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "mech.atwood_tension",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

総質量がゼロのとき分母が消え、数をでっち上げるのではなく invalid_input で失敗します。料金は成功した API リクエストあたり定額 $0.002 で、検証失敗は課金されません。

理想的なアトウッド張力の意味と適用される公式

欠落フィールド、非有限数、非数値文字列も invalid_input で拒否されます。この契約により、理想モデルで張力が単に存在しない場合について自動テストと教室デモが誠実に保てます。

API の呼び出し方と応答の内容

加速度も必要な場合はご自身の自由体図メモと組み合わせてください。理想アトウッド運動学では符号付き加速度は g に質量差を掛け質量和で割ったものですが、この量は意図的に範囲外とし、本ランディングを張力検索に集中させます。必須の有限フィールド3つを含む JSON 本体を送ってください。m1（別名 mass1 と m_1）、m2（別名 mass2 と m_2）、g（別名 gravity と gravity_accel）です。クライアントを制御できるときは JSON 数値を優先し、厳密な有限パターンに合う数値文字列は宿題フォーム貼り付け用に受け付けます。成功時、応答は丸めた m1・m2・g をエコーし、合計を total_mass として報告し、十二桁丸め後の同じ張力値を tension と T に設定し、formula に記号的な文字列（T は 2 m1 m2 g を m1+m2 で割る）、equation に完全に代入した可読行、unit_hint に端から端まで一貫した単位系を保つ注意を入れます。検証失敗（欠落フィールド、非有限値、総質量ゼロ）は invalid_input を返し課金されません。料金は単位 item で成功リクエストあたり定額 $0.002 です。往復確認は容易です。手計算で 2×m1×m2×g を和で割り、応答ペイロードと同じ丸めで公開張力と一致することを確認してください。

実用的なヒント、制限、この張力計算機を使う場面

積と商が Worker とブラウザで安定するよう、m1・m2・g を有限かつ通常の倍精度範囲に保ってください。教室向けの有用な組は、m1 が5、m2 が3、g が9.81 で質量不等の古典的張力（両重量の間）、任意の有限 g で質量が等しい釣り合いケース T = m g、意図的に m1=0 かつ m2=0 で総質量ゼロの invalid_input 経路の実演です。invalid_input を返す失敗タスクは前払い残高を消費しないため、学習者が意図的に総質量ゼロを渡す探索スクリプトを安く保てます。

技術的な質問

アトウッド器械の張力計算機はどの公式を使いますか？

摩擦のない質量のない滑車と質量のない非伸長ひも上の2つの吊り下げ質量に対し、理想コード張力 T = 2 m1 m2 g / (m1 + m2) を用います。

総質量がゼロのとき何が起こりますか？

タスクは invalid_input で失敗します。m1 + m2 がゼロのとき張力公式は未定義であり、API は Infinity やでっち上げの数を返しません。

アトウッド器械の張力計算機は無料ですか？

ブラウザツールは無料でローカル実行されます。API 呼び出しは成功リクエストあたり $0.002 の KIT 前払い残高を使い、失敗タスクは課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

アトウッド張力計算機

無料で実行

計算例

理想的なアトウッド張力の意味と適用される公式

実用的なヒント、制限、この張力計算機を使う場面

活用例

ひも張力の宿題チェック

物理ヘルパーのユニットテスト

実滑車データ前の実験プレチェック

よくある質問

関連ツール

開発者向け — APIアクセス

エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

エラー

技術的な注記

理想的なアトウッド張力の意味と適用される公式

API の呼び出し方と応答の内容

実用的なヒント、制限、この張力計算機を使う場面

技術的な質問

ありがとう