Question

コナン👓🎀

この問題はなぜ等速円運動ではないのですか？初速度があるからでしょうか？初速度があるとなぜ、等速にならないのですか？あと、⑵なんですけど、張力が0だとだめだから、張力≧0じゃなくて、張力＞0だと思うんですけど、なぜ、解答のようになっているのですか？あと、3枚目なんですけど、青い線の所なぜ、＝0にならないか教えてください🙏

右ページの図のように, 長さ(の糸に質量mの物体を結び, 最下点で初速度しっを
問8-3
与えた。 以下の問いに答えよ。
糸が鉛直方向となす角度が0のときの糸の張力Sを求めよ。
物体が1回転するために必要なめに関する条件を求めよ。
この問題では, 物体の高さが変わるため, 物体の速さも変化します。
つまり、この問題における円運動は, 等速円運動ではないのです。
等速でない円運動の場合でも基本的な考えかたは等速円運動のときと同じですよ
(1)は「円の中心方向の力のつり合いを考えて, S=mgcosθ」としてはダメです。
物体は静止していない, つまり, 円運動をしています。
円運動をしているということは, 中心方向に加速度が生じていますよね。
加速度が生じているということは, 力のつり合いではなく,
運動方程式を立てて考えなければならないということです。
解きかた (1) 向心力は, 張力Sと, 重力の中心方向成分である-mgcosθとの和
S-mgcos0

Chapter 8 円運
212
さて、続いては(2)の物体が1回転するために必要なoの条件です。
1回転できないときって, 回転の途中で糸がたるんでしまうときですよね。
ですから「物体が1回転する」ということは, いいかたをかえれば
「回転する物体を引引く糸の力が常にはたらいている」ということです。
00u4
+mg(3cosθ-2)において
すなわち, p.210の③式: S=
常にS20となるのが, 物体が1回転する条件です。
4, g) はすべて定数ですね。
さて, ④式を見ると cosθ以外 (m, Vo,
これよりSが最小となるのは, @=Ⅱ(cosθ=-1)のときだとわかります。
つまり, @=nのときでもS20となるようなvoであればいいわけです。
SN0となる条件は
解きかた(2) S=
2au4
+mg(3cosnー2) 20
1-
00uu
0マ0ug -
v25gl
Uゅ>0より
V/5gl …香
ちょっと難しかったでしょうか?
さて, 「0=n(つまり cos@=-1) のときにSが最小になる」といいましたか,
これを現象から見ると, 実は当然のことなんです。
だって, 「0=n」 ということは, 「てっぺんに物体がきた」ということですから。
てっぺんで糸がたるまたけわ

こているということは, 力のつ
立てて考えなければならないということです。
ではなく
1) 向心力は, 張力Sと, 重力の中心方向成分であるー mgcosθとの和
S-mgcosθ
円運動の半径は/なので, 運動方程式F=maにあてはめると