Question

ゆうた

(VI)が分かりません。
(Ⅴ)でVEが√grまでは求められたのですが、(VI)はなにを考えて良いか分かりません。少しヒントをください。

=, 左から速き
CDE面!        多
る なめちかな幸太/の半面からなる

る。
の物体が進んできた。 重力加速度の大きるを9とす

 

(:) 点Bを通過する直前の物体が受ける垂直抗力Waはいくらか。
(⑪) 点Bを通過した直後の物体が受ける垂直抗力Wz はいくらか。
合図の点Dを通過するときの物体の速さを求めよ。

Answer 1

✨ Best Answer ✨

うずら

垂直抗力は仕事をしないので、最下点Bと点Dで、エネルギー保存を考えれば、その高さでの運動エネルギーが求まります。
また、運動方程式を考えれば向心方向の成分を持つのは垂直抗力と重力なので、垂直抗力が求まります。

なお、(v)は誤っています。最高点まで物体が達するための条件は最下点での速度vについて、v>√5grという有名なものがあります。
これについては、最高点での垂直抗力の値を考えれば容易に出てくるので、もう一度考え直してみてください。

ゆうた

一応(Ⅴ)は間違えていないです。答えから察するに1枚目みたいな感じで解くと思うのですが、(V)では垂直抗力ははたらかないのですか？

うずら

5についてはすみません。
最下点での速さと思っていました。

うずら

こんな感じでしょうか。

うずら

円運動においては運動方程式から位置や速度を時間の関数として表すのが、高校の数学では困難なため、摩擦のない状況下では、2つの時刻での位置および速度の関係を「エネルギー保存」で表すと、位置か速度（円運動では主に速さ）の一方が分かれば、初期の位置と速さ（ここでは点Bでの位置と速さ）から、求めたい情報が手に入ります。

うずら

あと、垂直抗力の働き方について、効力とは「静電気的な反発力の合力」という認識をしてください。基本的に、静電気的な引力は考えませんから、
垂直抗力は「面から離れる向き」に働くことに注意しでください。

ゆうた

詳しく教えていただきありがとうございました。垂直抗力については詳しく知ることが出来てとても良かったです。ありがとうございます！