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物理 高校生

この問題なんですけど、F(張力)はバネが元の長さに戻ろうとする向きなのになぜ引っ張っている向きが張力になっているのですか。

基本例題8 力のつりあい ! 軽い糸の一端を天井につけ, 他端に重さ 2.0Nの小球 をつなぐ。 この小球に, ばね定数 10N/m の軽いばねの 一端を取りつけ, 他端を水平方向に静かに引いた。 糸が tha 鉛直方向と60°の角をなして小球が静止しているとき いた。 ばねの自然の長さからの伸びは何mか。 T〔N〕 √3, 指針 小球は,重力,ばねの弾性力糸の水平方向: F- -T=0 ... ① 張力を受けて静止しており,それらはつりあって いる。 ばねの弾性力をF〔N〕, 糸の張力をT 〔N〕と すると, 小球が受ける力は図のように示される。 力を水平方向と鉛直方向に分解し,各方向におけ る力のつりあいの式を立てる。 これからFを求め, フックの法則を利用してばねの伸びを求める。 解説 水平方向, 鉛直方向のそれぞれの力 のつりあいから, -T 〔N〕 30° T 2 ① [N] 2.0N # 基本問題 58,59, 64 65 666768 COUN BILL ようとする。 60° x= mok F〔N〕 2 F_ 2.0√3 - 2 T 1-2.00 鉛直方向: -2.0=0…..② 式 ②から,T=4.0Nとなり,これを式 ① に代入し てFを求めると, F=2.0√3N ばねの伸びを x[m]とすると,フックの法則 「F=kx」から, 2.0×1.730. 2010N/m 1010 -=0.346m 0.35m Point 問題文の「軽い」とは、質量が無視でき ることを意味しており、「軽い糸」, 「軽いばね」 のように用いられる。 ○ 58. ただ 69. (1) (2) 60. 知 が ビ 題も もの

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物理 高校生

この問題では、向心力はないのですか。

発展例題19 円錐容器内の運動 z軸を中心軸とする頂角20の円錐状の容器がある。 容器の内 側に質量mの小球があり, 容器の底にある小さな穴を通して, 質 量Mのおもりと糸で結ばれている。 小球は,穴から円錐の側面に為 沿って距離Lの位置を保ち、 容器内のなめらかな斜面上を速さひ で等速円運動しており, おもりは静止している。 糸と容器との間 に摩擦はなく,重力加速度の大きさをg とする。 小球の速さひ を m, M, L, 0, g を用いて表せ。 (筑波大) 指針 小球とともに回転する観測者には, 距離Lが一定なので,小球は,重力,糸の張力, 垂直抗力,遠心力を受けて, 力がつりあって静止 しているように見える。 円錐の側面に沿った方向 の力のつりあいの式を立てる。 なお, 静止した観 測者には,小球は重力, 糸の張力,垂直抗力を受 けて,等速円運動をするように見える。 解説 小球とともに回転する観測者を基準 に考えると, 小球には図のような力がはたらく。 糸の張力は, おもりが受ける力のつりあいから, biant Mg である。円運動の半径 垂直抗力 はLsind なので,遠心力 の大きさはmv²/ (Lsine) となる。 円錐の側面に沿っ m 発展問題 211, 216 z (S) た方向の力のつりあいから, Mg vo² 2 L sine sine 10 -mg cose-Mg=0 Vo=. IO L m (1) OM (M+m cos0) g m m Vo 2 vo² Lsine sin 2 vo² Lsine m mg M mg cose

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