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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 中学生

1の(2)わかりません

6 正三角形ABCと, 3点A, B, C を通る半径2cmの円0がある。 この円Oの 点Bを含まない AC 上に2点A, Cと異なる点Dをとる。 このとき、次の1,2に答えなさい。 ただし, 円周率はとする。 1 図1のように,点Dが,点Bを含まない AC において, AD と DC の長さの比 が13となるような位置にあるとする。 また, 線分AC, BD の交点をEとする。 このとき,次の (1)~(3) に答えなさい。 (1) ∠ACD の大きさを求めなさい。 (2) 線分CDの長さを求めなさい。 (3) △ABDと相似な三角形をすべて書き なさい。 ただし, 相似な三角形の対応する頂点 は△ABDと同じ順序で書くこと。 (1) 点Dを, 直線を軸として1回転させ てできる図形は円になる。 この円の面積が2cm² となるような 位置に点Dがあるとき, 点Bを含まない AC において, AD と DC の長さの比を 最も簡単な整数の比で表しなさい。 (2) 点Dが, S, T, Uの面積の和が最小 になるような位置にあるとする。 このとき, S, T, U を 直線を軸 として1回転させたときに, S, T, U それぞれが動いてできる立体の体積の和 を求めなさい。 図 1 (終わり) (5) B 2図2において,線分 AF は円Oの直径であり、 直線は2点A,Fを通る直線 である。 また, で示したように,円0の点Bを含まない AD, DC, CF と, 弦AD, DC, CF とでそれぞれ囲まれた部分を S, T, Uとする。 このとき,次の (1), (2) に答えなさい。 図2 A B E 0. IF m S U D -T

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