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物理 高校生

(2)で、向心力をSsinθとして計算していますが、mgtanθが向心力として等速円運動していると考えて計算してもいいのでしょうか?教えてください🙏

例題1 円錐 右の図のように、軽い糸の端に質量mの小さなおも りをつけて振り子をつくり, おもりを水平面内で等速 円運動をさせる(このようなものを円錐振り子という)。 糸の長さをL,糸と鉛直線とのなす角を0として,次 の問いに答えよ。ただし,重力加速度の大きさをg, 円周率をとする。 (1) 糸がおもりを引く力の大きさSはいくらか。 (2) 等速円運動の周期Tはいくらか。 指針 して円の中心方向の運動方程式をつくる。 解 (1) 図のように,おもりにはたらく力を円の中心方向 (水平方向) と, それと垂 の2カ 直な鉛直方向に分解して考える。糸がおもりを引く力と重力 の鉛直方向の成分はつり合っているから, 鉛直上向きを正として Scost-mg=0 向心力としてはたらく力を考え,これに着目 ….... ① (2) 3mgとの合力は円の中心を向いており, おも りが等速円運動をするための向心力となっている。 この合力の大きさはこの水平方向の成分 Ssine に 等しい。 これより, 等速円運動の運動方程式は,円 運動の半径を , 角速度をωとして, mrw²=Ssine ...... ② また, r = Lsin0 となるので,これと式 ①, ② より よって, w= 答 (1)S= よって, S= w²== g Lcos したがって,T= mg cose mg coso 2π W (2) T=271 Lcose g n~/ L cos0 g g Lcose Š 0 Ssine m Scost m omg

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数学 高校生

回転した時の図を教えて欲しいです🙏

56 第8章 図形の性質 例題 252 回転体の体積 1辺の長さが24の正四面体 A-BCD を, 辺ABを軸 として1回転させるとき, ACD が通過する部分の体 積を求めよ. [考え方] B 内接する球の半径を求めよ。 △ACD がAB を軸として回転するとどうなるかのイメージ がつかみにくい場合は, ACD を部分的に見てみる.たとえ ば,辺 AC が AB を軸として回転するとどうなるだろうか。 さらに,辺 CD の中点をNとしたとき, AN が AB を軸とし て回転するとどうなるか.このように,具体的に考えてみる。 A & 0 N 同じになる. このように考えると, ACD の動く範囲が見えてくる. [B BDE, B 正四面体であることを考えると,辺 AD が AB を軸にして回転すると辺ACの場合と (308 C ここで,上の図のように, CからABに垂線を引いたときのAB との交点とNから AB に垂線を引いたときの交点は一致することを利用する. 解答 ABの中点をMとすると, △ABCと△ABDは正三角 形より, ABCM ABLDM ESERTSOGTONONI 焼心中の内 によって, AB⊥平面 MCD となり, 半 ABCD したがって CD 上の任意の点PとAとを結んだ線分 AP を,ABを軸として1回転させると, Aを頂点とする円錐 の側面になる. また, △ABC,△ABD は合同な正三角形より, AMCD はMC=MD の二等辺三角形であるから, CDの中点をN とすると,点Mと辺CD 上の点を結ぶ線分で最も長いもの は MD (MC) で,最も短いものはMN である。 平面 MCD は回転軸 に垂直な平面である。 点PがCDの中点 になるとき、考え方 のNの場合になる。

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