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36 第1編 力と運動
57. 円錐容器の側面での等速円運動 図のように,底面と側
面とのなす角度が0の円錐を水平面に置き, 円錐の頂点に長さ
の糸の一端を結び、糸のもう一端に質量mの小さな物体を固定す
る。側面と物体の間にはたらく摩擦力はないものとし、重力加速
度の大きさをgとする。
Bo
リード C
物体
(1) 物体に速度を与えたところ, 物体は側面上をすべりながら角
速度で等速円運動を始めた。 物体とともに運動する観測者から見るとき, 物体に
はたらく遠心力の大きさ F, 糸が物体を引く力の大きさ S, および側面が物体に及ぼ
垂直抗力の大きさNを求めよ。
.82
(2) 角速度を徐々に大きくしていったところ, 物体は側面上をすべることなく, 等速円運
例題 14,62,63,67
動を始めた。 このときの円運動の周期T を求めよ。