標準問題
A
必解 44. 摩擦のある回転台上の物体〉
水平面で回転できる回転台があって、 回転台水平面上の回転中心を点Oとする。 質量 m
[kg] で大きさの無視できる物体Aを. 回転台上で点Oから [m]の点Pに置く。
物体と回転台の間の静止摩擦係数をμ. 重力加速度の大きさを g 〔m/s²] として,次の問い
に答え
(1) 回転台が回転していないとき, A にはたらいている力を図によって示せ。
(2) 回転台を角速度w [rad/s] で回転させる。 Aが点Pですべらないで回転台とともに回転
しているとき, Aにはたらいている力を, 回転台上でともに回転しながら観測するときと
回転台の外で観測するときとで, それぞれどういう力が観測されるか。 図によって示せ。
(3) 前問 (2)の状態からを徐々に上げていったら, w=w [rad/s] でAが点Pからすべりだ
した。 μをlo, g, wo を使って表せ。
(4) 長さ 〔m〕 のつる巻き状のばねがあって,これにAをつるすと長さが 〔m〕 に伸びる。
ばねの一端を点0につけ, 他端にAをつけて回転台に置いた。 ばねの長さがZ] [m〕に伸び
ているとき, Aが回転台上をすべらないで回転できるの大きさの範囲を答えよ。 μは1
より小さく, ばねと回転台の摩擦はないものとし, また, ばねの質量は無視できるものと
する。
必解