物理
高校生
解決済み
(1)について
なぜ向心力を考えないのかがわかりません
向心力って円運動を引き起こす役割を持つ力のことなんじゃないんですか？
7
図"55. (単振子)
9の[区]から[Z]
人所的挑は無槍するものと
停車している電車の天井の点Pに長さ/[m) の
軽い糸の上増を固定し, 下端に質量 m 【kg] の小球
Q を付けて名直面内で振動させた。図1は, つり
あいの位置OからのQの変位がx (m〕 となった時
前を表している。氷と銘直線のなす角を9 (rad] と
すると,Qを0に引きもどそうとする力, すなわち
復元力の大きさがはカ、9, 9を用いてしア_]【N)
と表される。小球Q は半径 7の円周上を往復運動
するが, 振幅が小さい場合には経路はほは直線と
考えてよく, この往復運動はO を中心とする単振
動であるとみなすことができる。このとき, は
5 4 を用いてビイ_] (N) と表される。
次に, Q の振動を静止させた。その後。電車は水平でまっすぐな線路
始めた。加吉度の大ききはg【m/5) であった。 すると, 図2のように語
角% (rad) だけ傾いて Q は静止した。このときの Qの位置を O*と
用いて表すとしウゴコとなる。また, 79く679
[エコ(N) となる。
図1
単振り子〉
の (元力)(ホと牌な方向でOの向きにはたらく力) 6
(0 "振幅が小さい場合』叶 =/sinの9 としてよい 9
名 0R生する電車の中から失介しているので Q には慣性がはたらいているように見え
9 「上かけの重度 の大きさ の を求めて, (7の結果の式で 9 一・ の, ェーーア と置きぎえ
WM人D了のの率「7=2x/ と」 において, ーー のとすればよい。
の Qは水平方向には加速度の等加束度直線運動鉛直方向には自由落下運動をする。
) 図& より, 復元の大きさ7(N〕] は =がgSin9〔NJ だマク
(⑰ 小球の0からの変位を *(m〕 とすると、ァ=/Sinの である。
よって が=gsinの=のテー さ【N
振幅が小さい(9が小さい) 場合は経路はほば直線で水平面
上を往復運動するとみなせる\Aゃ。
ゅ) 小球には, 重力 g, 張力S と慣性力 xg の 3 カがはたらき,
つりあって静止している (図b)。
6ニ9tan よって tang=芝
中 カのつりあいょより
"=(g)"二(zo)* よって 5=/ので 【NJWBe
9) 電車の中(非慣性系)で見たとき, 見かけの重力加速度の大ききば 図a
9 =Yのの (m/sり となる。 (⑰の答えで 9一の, ァメーアデ と置きか
/のな
れば ーー (N
9 単拉り子の周期の式 アー2m/人て で 7一 のとすれば
7=2r/み2ェ /+ (9 了
な
回答
回答
どこに向心力が出てくるんですか？
復元力と同じ向きに向心力が働くという考えをしました。
向心力は、円運動の中心方向に働く力ですけど…
たん振り子って円運動の一部なんじゃないんですか？
疑問は解決しましたか？
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単振動しているのは、近似的に水平方向ですから、なぜ、向心力を考えようとするのかがわからない。