物理
高校生
解決済み
わかるところだけでもいいので教えてください！
較16則振り了〒とエレベーター内での円難振り子
[A) 天井に固定した長さんの軽い糸に, 質量が の小球がつ
けてある。糸がたるまないように小球を持ち上げ, そっと
はなしたところ, 図1 のように, 小球は円弧を描きながら
旬直面内で振動を始めた。和糸と鉛直線とのなす角を 9 (た
だし図 1 に示す鉛直線に対して右側を正とする),重加
速度は鉛直下向きで大きさを 9, 円周率を x とする。次の
問いに答えよ。 ュ
(1) 円孤にそった向きの小球の加速度を っ としたとき, 円
綴にそった向きの小球の運動方程式を み, o, 9, の を用いて表せ。ただし, 。は
図1での の増える向きを正とし, 小球が鉛直線の右側にあるとして考えよ。
(⑫ 振動の振幅がきわめて小さいとき, 振動は単振動とみなせる。このときの振動の
周期也をんと9を用いて表せ。
【B 天井に固定した長さんの軽い糸に, 質量 婦 の小球がつ
けてある。小球を水平面内で反時計回りに等加円運動させ
たとき, 図2のように, 糸と鉛直線とのなす角が 9。 となっ
た。重力加速度は銘直下向きで大きさを 9, 円周素を と
する。次の問いに答えよ。
(3) 小球の等速円運動の周期 7。 を, 9, 9。を用いて表せ。
次に糸を, ばね定数が ん 自然の長さがとの軽いばねに取 図2
りかえた。小球を水平面内で反時計回りに等束円運動させた
とき, ばねが 4ル 伸びて鉛直線とのなす角が 9, となり, 角速度の大きさ e が(⑬) と同
じとなった。ばねの伸び 4 を求めたい。
(⑳ 小球にはたらくばねの弾性力の大きさぐをんと 4を用いて表せ。
⑯) 小球にはたらくばねの弾性力と遠心の水平方向のつりあいの式をS, 9, が
4 ゅ を用いて表せ。
(6) ④, ⑤ の結果を用いて, ばねの伸び 4とを, , 9, 4 9。 を用いて表せ。
【C] 鉛直方向に移動することのできるエレベーターが, 下
向きの一定加速度 (大きさ 4) で動いている。このエレベ
ーターの天井に固定した長さの軽い糸に, 質量 の小
球がつけてある。小球を水平面内で反時計回りに等速円
運動させたとき, 図 3のように, 終と鉛直線とのなす角
が 9。, 小球と床との距離が 万 となった。小球はしばらく
等速円運動した後, 糸から離れた。円周率をヵ とし, 4
は重力加速度の大きさ 9 よりも小さいとする。次の問い
に答えよ。
(7) 小球の等速円運動の周期 7」、 を, g, 4, 9。を用いて表せ。
小球は糸を離れてから水平方向に射内されたのち, 床に落下した。
(8) 糸を離れた瞬間の小球の水平方向の速さを, 9, 4, 9の。 を用いて表せ。
(9) 終を見れてから床に落下するまでの時間を 万, 9, 4 を用いて表せ。
(10) 糸を離れてから床に落下するまでの水平方向に移動した距離を 万, ん, 9。 を用い
て表せ。
職|16単振り子とエレベーター内での中釘振り子
(A] ①⑪ weg=-gsm9 (⑫ 2x /と
9
(B] ⑬ を (《⑭⑳ 44と ⑯ (Z+4/sinの・g?ー Ssin9,=0
Mu
(C の %x か 6O) 才we )
Q⑩ で sinの。
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詳しく解説してくださりありがとうございます！！
助かりました！
しっかり復習しようと思います！