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5 円運動・万有引力 73
おもりを取り付けた回転子の運動
(2015年度 第1問)
長き 2の権S の両端におもやりAとおもりBを取り付けた回転子Rがある。権Sの
加点は。 鉛直でなめらかな歴に釘で固定されており, 0
で壁面上をなめらかに回転できるものとする。おもりAの質量を ルル おも り Bの質
謗7 生力加束度の大ききを 9 とする。ただし。 が> とし. 秩と釘は次形せず
おも りAの大きさ, おもりBの大きさ, 釘の大きさ, 棒の質量, 沈抵挑や麻拉は無
親できるものとする。 図 1 に示すように, 棒Sの中点を原点Oとし, 鉛直 上向きに2
彰をとる。また, 原点0とおもりAを結ぶ線分と鉛直下向きがなす角をのとし, 反時
計まわりを正の向きとする。
四) 回岐務R を おもりAとおも5りBがる<二上にない状態で静かに放したこころ.
周期陰な動を始めた。 このときの運動についで, 回転子Rを, 析SとおもりA
とおも りBに分けで考える。
性| (②) おも0 Aの加きが ゥのとき,。 おも り Aが権Sに及ぼほす力を考える。 その力に
に 当ジ8がを2クル の ののうち必要な記号を用いて表
で。ただし 碑凡0からおも 0 Aに向かう向きを正の向きとする。
夫S にまた3の8のは 0であり| 権Sにはたらく原点0のまわりのカのモ
ーメントの和も 0 である († 参考)。 以下では。 この考えにも とづき議論を進め
る。
権S に対じで。釘 おもりA, お8 り0 Bが及ぼす力を考える。 これらの力につ
いて.権と垂直な成分を それぞれが 久 とする。 図らに示すようにと
