3)おもりにかかる力は向心力のみなんですか？ F＝sinθなのがよくわからないです。 遠心力や張力は考慮しないんですか？

216 Chapter 8 円運動 問8-4 問8-4 角速度で回転する円板に、 支柱を取りつける。 質量mのおもりに糸をつけ、支 君の原点に結びつけたところ順交性と来は角度をなして停止した。おもり の中心の距離をとし、以下の問いに答えよただし重力加速度の大きさをまと (1)糸の張力の大きさを,m, g, eを使って表せ。 (2) 遠心力を考慮し、物体にはたらく水平方向の力のつり合いの式を立てよ。 (3) おもりの円運動の運動方程式を立てよ。 さて、遠心力の考えかたを身につけるべく問題を解いていきましょう。 (2),(3)が大事な問題ですから、しっかり理解してくださいね。 解きかた (1) m.g.8で表すので、鉛直方向に注目しましょう。 糸の張力の大きさをSとおくと、おもりにはたらく鉛直方向の力のつり 合いより Scos0=mg w → 鉛直方向の力のつり合いを考えて Scos=mg mg S= cos mg S= cos o (2) (3) 8-4 心か 円板が m 回るんだね S Scos 0 0: Img 80 (2) 「遠心力を考慮し」とあるので、おもりに観測者を乗せて考えます。 観測者は円運動することになるので 回転の中心に向かって加速度 a=rw2で運動しているということです。 観測者からするとおもりには慣性力ma=mrw2が回転の外向きにはた らいて見えます。 また、おもりには糸の張力がはたらくので、力のつり合いより Ssin0=mrw2 sine (1)の結果より Ssin0=mg =mgtane cose よってmgtan0=mrw2 おもりにはたらく向心力はSsin で,角速度 4. 半径rの円運動をするので Ssing=mrw² mgtan0=mrw² 舎 ... (2)と(3)を比べると同じ式になりましたね。 遠心力は円運動の慣性力です。 しっくりこない人はChapter7 を復習して、理解を深めておきましょう。 遠心力(=ma Ssin 0 Omro S sin mrw a=rw2 おもりは回転の中心に向心力 同心カ おもりの上に観測者を乗せて 考えると,F=mrw2 の遠心力 を上図のように受けるので 力のつり合いより Ssin=mrw² mg cos B mg tan 0=mrw² どちらも結果の式は 同じだが、考えかたが 違うんじゃ Ssin を受ける。 円運動の 運動方程式より Ssin0=mrw wwww www F ma 2 mgtan6=mrw2 ここまでやったら 別冊 P. 40~

この問題の（ｴ）と（ｵ）で、自分の考え方ではどう間違っているのかがわかりません。（ｴ）は速さなのでm/sを使ってL/2L/3vとしました。（ｵ）は比を使って求めました。この考え方ではダメな理由をお願いします。🙇

36. 〈木材に打ちこまれた弾丸> 図のように,水平な床上に置かれた質量 M 〔kg〕,長さL〔m〕の 木材に,質量 m 〔kg〕 の弾丸を水平に打ちこむ。 弾丸は木材の中を 水平に進んでいく。弾丸が木材から受ける抵抗力は,速度や場所に よらず一定として次の空欄を埋めよ。 ただし, 木材と弾丸の運動は 直線上に限られ,弾丸の大きさは無視できる。 L m M 木材を床に固定し,弾丸を速さ” [m/s] で打ちこむと 1/3の深さまで進入して止まった。 このとき,弾丸が木材から受けた力積の大きさは ア [N.s], 抵抗力の大きさは 〔N〕, [イ [N] である。 よって, 弾丸が木材に進入してから止まるまでの時間は,ウ〔s] で ある。 また, 弾丸が木材を貫通するには,エ xv [m/s]以上の速さで打ちこまなければ ならない。 木材を固定せず, 床面がなめらかであるとき, 弾丸を速さ(エ)×vで打ちこんでも木材を貫 通しなかった。 弾丸は,オ ×L〔m〕の深さまで進入し, それ以降は木材といっしょに一 定の速さ xv [m/s] で動いた。 [18 大阪医大〕

円運動についてです (2)の問題で以下の通りの考え方がダメな理由が知りたいです。 運動方程式を立てないと正しい答えが出せないのは何故でしょうか

m R no A B C (2)点Bでの垂直抗力 N ng. my carto N= mq cos60° =₤49. (1)点Bでの速さ fm² = they + mg (R-Rooste + W = no² - qR R-R=R Ug = √ 4 - 9R

答え③です。力積のとこを教えて頂きたいです🙇‍♀️

問1 次の文章中の空欄 ア イ に入れる語句の組合せとして最も適 当なものを,後の①~④のうちから一つ選べ。 1 図1のように、スケートリンクの氷面上で花子さんが太郎さんの乗ったそ りのハンドルを持ち,そりと一緒に一定の速さですべっていた。花子さ ん,太郎さん,そりの質量をそれぞれM,m, mo とする。 氷面は水平でな めらかであり,花子さんと太郎さんの乗ったそりは同一直線上を運動するも のとする。花子さんが途中でそりを水平に押し出したところ,花子さんだけ が静止し,太郎さんとそりは一体となって前に進んでいった。 押し出された ex 後の太郎さんの乗ったそりの速さは,vo と ア 。 また,そりだけに注 目すると、押し出される間にそりが受けた力積の和の大きさは, Mio と イ (Mtmmnd Vo.M.ot(mtm.)▽ 花子さん M 太郎さん m VO Mr. そり そり太郎からも花子からも 力積うける 氷面 図 1 Omo ア イ 等しい 比べて小さい ② 等しい 比べて大きい 比べて大きい 比べて小さい ④ 比べて大きい 比べて大きい 2 (V- v.)m. Mir ma Mto MA M+Mo ・M+me mano Vo m mtm. m(m+M m+M.

遠心力FはわかりましたがSの式の意味がわかりません教えてください 例えばF cosθがどこのことを表しているのかわかりません

82 第1編■力と運動 164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 1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。 (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 物体 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 す垂直抗力の大きさNを求めよ。 (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 動を始めた。 このときの円運動の周期Tを求めよ。 例題 35,169,170, 174

物理基礎の力学的エネルギーの質問です。 私は写真の緑の文字のように考えました。ですが、答えは違い、解説に途中式も無いので、なぜこのような答えになるかがわかりません。 そのため途中式と、なぜ私の答えが違うのかもできたら教えて下さると嬉しいです！

56 〈張力のする仕事と力学的エネルギーの保存> 図のように,長さ[m] の糸の先に質量 m[kg]のおもりをつける。点○の真下 / [m]の 点Cには, くぎが打ってある。 おもりを点Cと同じ高さの点Aまで 持ち上げて静かにはなすと, おもりは点Bを通過したあと,点Cを 中心とした円弧を描いて最高点Dまで到達した。 重力加速度の大き さをg 〔m/s2〕 として, 次の問いに答えよ。 (1) 点Aから点Bにかけて糸の張力がする仕事を求めよ。 ~正答 0] (2)点Bでのおもりの速さを求めよ。 Ngl (m/s) gl(m/s) ●(3) 最高点Dの高さを求めよ。ただし、重力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。 「水と器がた 答 2 m (4)点の真下! (4)点○の真下/ [m]のところへくぎの位置を変えたとき,最高点Dの高さを求めよ。ただし,重 力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。」 Bの速さ=V 1Dの高さこん mgo+/m/g=mgh+/mo mg (1 - 1 ) + 1 mo² = mg0 + 1 mr² | mg0+1 m² 3419 = mgh + mo 1mv² = 1/4 1mg √ = 41mg mgh=lg んこし 20 2章 エネルギー

3番の問題です。 解説の右側にあるvを変えるとrの値も変化するもあるのですがなぜですか？

(3) このばねのは 156 円錐容器の内側での等速円運動 内面がなめらかで すりばち形をした器の中で, 質量mの小さい物体がすべりなが ら、水平面内の等速円運動をしている。 円錐の母線が水平面と なす角を 0, 重力加速度の大きさをg とする。 (1)円運動の速さと軌道の半径の関係を求めよ。 (2) この円運動の周期Tをg, r, 0 を用いて表せ。 (3)円運動の速さを2倍にしたとき,円運動の周期は何倍にな 例題 35,169,170, 174 るか。

1番の問題です。 tanθを求めるとこまでは分かったのですがそこからどうやって速さを求めたのかが分かりません。 教えてください

ここがポイント 156 円錐容器の内部で等速円運動している物体には,面からの垂直抗力と重力の2力がはたらいている。 この2力の合力が, 向心力のはたらきをしている。 この合力は、 水平方向で円の中心を向く。 具体的に 力を求めるには、 鉛直方向と水平方向に力を分解する。 鉛直方向は力のつりあいが成りたち, 水平方向 の分力は等速円運動の向心力となる。 解答 (1) 物体にはたらく垂直抗力をNとする。 垂直抗 力の鉛直成分と重力はつりあっているので Ncos0-mg=0 1 別解 N Ncos 6/ m 向心力人 INsin O また,水平方向の分力が向心力のはたらきをし 左向き ているので mg mg v2 r よって, 上の2式より m=Nsine 物体とともに回転する立場で 考えると, 垂直抗力と重力 sin v2 tan0= = cos gr ゆえにv=gtan (2) 周期の式 「T= 2mr」より (5) T=- 2лr √grtan r == -=2π gtan0 (3) (1) の結果より r= v2 gtan 遠心力の3力がつりあい、 体は静止しているように見 力のつりあいの式は EJNcose-mg=0 Nsino-m=0 注 r 「T=2xr を2倍にしたとき、 1/2倍としてはならない これより,速さを2倍にすると軌道の半径 よって(2)の結果より, rを4倍にすると周期 は4倍になる。 は2倍になる。 を変えると の値も変 ることに注意する。

解説を読んでもよく分かりませんでした。 教えて頂きたいです🙇‍♀️

OD 54円錐振り子 自然の長さL, ばね定数kの軽いばねの 一端を天井に固定し,他端に質量mのおもりをとりつける。小 「図のように、天井からの距離がLの水平面内で, おもりを 等速円運動させた。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) ばねの長さL' を k, L, mg を用いて表せ。 回転の (2) 等速円運動の角速度と周期を, L, g を用いてそれぞ 表せ。 向き (3) 等速円運動をしているとき,図の状態でおもりがば L L' 57 000000000000000000000) m ねから外れた。 このとき, おもりは ①~③のどちら向きに飛び始めるか。 例題1 dom ヒント (1) ばねの弾性力の大きさはk(L'-L)であり,この力の鉛直成分と重力がつりあっている。 (S) 321章力学

万有引力の問題です。（ 2）なぜmgで割っているんですか？教えてください😭

定数 250 万 242. 自転による遠心力 地球の自転による遠心力について,次 (知識) の各問に答えよ。 (1) 地球の自転の周期を T, 半径をR とするとき,緯度0にあ る質量mの物体が受ける遠心力の大きさを求めよ。 m 赤道 (2) 北極での重力加速度の大きさをg とする。 物体が赤道上で 受ける遠心力の大きさは, 北極で受ける重力の大きさの何倍に (S) なるか。R,T,gを用いて表せ。 自転軸