なぜ、mrω2乗がでてきたのですか？ 教えてください。

164 問題演習 万有引力の問題を解く! 地球上のどこから見ても静止 1 して見える静止衛星は、赤道 上空の円軌道を地球の自転周期と同 じ周期で回っている人工衛星であ る。地球の質量をM. 地球の自転周 期をT, 万有引力定数をGとしたと き、 静止衛星の軌道の半径はいくら 元流 ② の関係は、 解く!」 27 準備 周期Tと角速度 mrw² = G よって, Mm 下のわ mruなのか 10-17 周期T (地球の自転周期と同じ) T= です。 これは公式として覚えておいて よいですが､忘れたときは, 角速度 2 (1秒で2ラジアン) で回転する円 運動の周期は1秒ですから, そこから 簡単に導けます。 END そこで,角速度 ω を使った円運動の 運動方程式を立てます。 求める軌道半径をr. 静止衛星の質量をmとすると, 円運動の(動径方 向の) 運動方程式は, r = (GM) + この式に=準を代入して. 静止して見える T 地球 8-18 周期T (地球の自転周期と同じ) 地球 M 円軌道 RIC 3 GMm m

①円筒内面から離れるってどういう意味ですか？ ②また、mv2乗/aってどこから来ているのですか？

130に固定し、他端に小球を結ぶ。 はじ 縮みしない系を点 小球は最 水平方向に大注きたの初速度を与えたとき 糸がぴんと張ったまま小球は円運動し, した瞬間に糸がたるみ, 小球は放物 運動するようになった。 点 からだけ鉛直 一方の点を点としたとき、<ROQ=0で (0< <吾とする)。このときの初 「あった 速度の大きさの値を 0 を用いて表せ。 ただし、 重力加速度の大きさ をgとする。 最下点Pで静止している。この小球 R 0 0. 第7講 円運動 P V₂ a cost 0. U 図7-26 Q この問題は,問題演習②と基本的に同じ問題です。糸につな 橋元流でがれた円運動と円筒内面の運動は、働く力が糸の張力か面から の垂直抗力かの違いだけで,本質的に同じです。糸がたるむと 解く! いう条件は、円筒内面から離れるということと同じで、糸の張力が0にな やどういうみれ るということですね。 また、問題演習②では小球は最高点まで達しましたが,この問題では最 高点に達するまえに糸がたるんでしまうという点だけが異なります。 点Qでの小球の速さを”として,まず円運 動の運動方程式を立てましょう。 小球の質量 をmとしておきます。 点Qにある小球から円の中心0に向かって 一軸をとります。 小球に働く力は, ①重力mg, ② 《タッチ》 している糸からの張力です。 張力の大きさを とします(糸がたるむ瞬間 このTは0に ります)。 mg (mg cost Vo 図7-27 mg sinbo 軸に対して重力mgがななめですから分解すると,重力のæ成分は cos be となります。 糸の張力も重力の成分も、点Qの位置ではどち

mv2乗/Rってどこから来たのですか？ 解説読んでも分かりません。

2 半径Rの円筒が中心軸を水平 にして固定されている。この 円筒の内面の最下点Pに小球を置 き,円の接線方向に初速度を与え る。このとき小球が円筒内面から離 れることなく円運動をつづけるため には、初速度の大きさをいくら以上 にすればよいか。 ただし, 重力加速 度の大きさをgとし, 円筒内面はな めらかであるとする。 三橋元流で 解く! 1/1/12 となり. 0 ですね。 なめらかな面なので力学的エネルギー保存則が成立します。 そこで、次 のような問題を考えてみましょう。 準備 図7-23のようななめらか な斜面があって, 小球に最下点で初速 度を与えて, 高さ2Rまですべり上が らせるにはどれだけの初速度の大きさ が必要かという問題です。 この場合,小球は高さ2Rにぎりぎ り達すればよいので, 高さ2Rのとき 速さ0でかまいません。 そうすると, このぎりぎり2Rまで達するときの初速度の大きさを1とすると､力学 エネルギー保存則より. 2 mv² = mg 2R R 円筒内面の最高点をQとします。点Qは点Pの真上でPから 測って高さ2Rです。 小球が円筒内面から離れることなく円 動をつづけるということは, 小球が点Q まで達するということ Vo P 図7-23

①丸で囲った所図からどのように導き出しているのですか？ ②T＝2π/ωってどこからきているのですか？ 教えてください。

142 問題演習 円運動の頻出パターンの問題を解く! 1 図のように頂点Pが最下点に あり 母線が鉛直と0の角を なす円錐がある。 頂点Pから高さん の円錐のなめらかな内面を, 質量m の小球が高さを変えずに等速円運動 している。 この小球の角速度の大き さと円運動の周期を求めよ。 次に円運動の中心を0として, 小球 から点に向かって座標軸を引きま す。それに垂直に座標軸」を引きます。 小球に働く力は①重力mg,② 《タッチ》している円錐内面からの垂 直抗力です。 その大きさをNとしてお きます。 P 0 N sin 0 = mg 水平面内の円運動の問題です。 Theme 3 Step 1の円錐振り 橋元流で子と同じように解けばいいですね。 まず問題図からわかるよう に,この円運動の半径は, 与えられた記号を使ってん tan で 解く! Oj xC 図7-20 'm 0 N cost 図7-21 Nsin0 mg Nは座標軸に対してななめですから, 分解します。 すると, 軸方向の成分 は N cos 0, y 軸方向はNsin 0 となり ます。 P J-17-152KG X TAN COX 小球は鉛直方向には動きませんから,y 軸方向の力のつりあいの式を書 きましょう。 12

抗力Nを求める問題で、解答ではmgを分解して N+mgcosθ=mv²/r になっているのは分かるんですがNとmv²/rを分解してNcosθ+mg=(mv²/r)cosθ とするとなぜ出来ないのか知りたいです

mg 46 はなれないで 回転するには・・・ Vo B O A & p Mr Cost Naas mg %b1s

下線部の計算の仕方を教えて欲しいです🙇‍♀️

206 ここがポイント･ 地上にある物体は, 緯度によって異なる重力を受ける。 これは重力が万有引力と遠心力との合力と して表されるためである。 遠心力は緯度が高くなるほど回転半径が小さくなり, 大きさも小さくなる。 遠心力は北極では0 となり, 赤道上では最大となる。 解答 (1) 物体Pは半径r=Rcose の円運動をするので 遠心力の式 「F=mrw²」 より F'=mRw'cos A (2) 万有引力の式「F=Gmm2」より Mm R2 F=G= (3) 重力は万有引力と遠心力との合力である。 図より, 三平方の定理を使い mg =√(Fsin0)²+(F cos0— F')² 2 Mm R2 2 *₂7_g =√ √(GM)² + (R²w²_2GM) よって g= (4) 遠心力は赤道上で最大, 北極で 0 なので, Mm R2 mge = G- 2 GM R2 = =√F2+F12-2FF'cose = √(G +(mRw² cos 0)²-2xGMm ・mRw" cose・cos 011/3-) +² / R2 -)+ram @²cos²0_)__)_( -mRw², mgn = G- -Rw², GN= GM R2 よって ge" = したがって 4g=gN-gE = GM R2 w'cos'O Mm R2 0 - (GM - Rw³²) = Rw² W R D 第10章■万有引力 103 E Der Apple mg Fsin 1 別解 余弦定理より (mg)2=F2+F'22FF' cos0 を利用する。 fx f Saf -Fcos e

物理　円運動 垂直抗力Nのθはなんでここの位置になるのですか？

と 3 1 0 T r- 力が増えても 考え方は同じ N 遠心力 mrw² mg

解き方わかる賢い方いませんか？ 今年の近畿大学の医学部公募制推薦の問題です

Mu R² I-CO AJURSADE I-B と同じイオンエンジンを搭載した全質 量 MR [kg] の探査機 Xが地球の重心を中 心とした半径L [m] の円軌道A 上を等速 で運動しており, A を一周する時間は地球 の自転周期T [s] に等しい。 イオンエンジ ンの噴射により, Xを地球の重心を中心と した半径10L [m]の円軌道B上に乗せる 過程を考える。 AとBは同一平面内にある。 簡単のため, Xの運動に対し, 月や太陽の 重力の影響は無視できるものとする。 地球 の半径をR [m], 地上における重力加速度 12 の大きさをg 〔m/s2] とする。 このとき, R, T, g を用いてLは [m]と表せる。無限遠における位置エネルギーをゼロとしたとき, 軌道A, 軌道B上を等速円運動する質量1kg の小物体の力学的エネルギーの大きさ は,それぞれg, R, L を用いて 13 (J), 14 る。図4のように, 軌道A上で等速円運動を行う X を, X の進む向きに [J] と表せ 対して逆向きにイオンを噴射し続けることにより、 徐々にその軌道半径を 増大させながら軌道Bに乗せる。 この間, Xのイオンエンジンの仕事率の 大きさP〔W〕は一定であり, Xに搭載されたイオンの質量の変化はXの 全質量MRに比べて十分小さい。 これらから イオンの噴射によりXが 軌道A を離れ軌道B に乗るまでに要する時間tAB [8] はL, P を用いて 15 xgR2MR と表せる。 R = 6.4 x 106m, g = L=4.2×107m, P=1.0×103W, M=7.0×102kgの時, 有効数字1 = 9.8m/s2, tAB = 桁でtAB= [8] と表せる。 図4 X の軌道の概略 JB

この図はどこかおかしいところがありますか？自分的にはなんか違和感があります…。運動を遠くから観察している立場からみた力の図を書いたつもりなのですが、観測者は加速度運動をしていないはずなのに遠心力が現れるところが気になってます。運動方程式だけで説明できるはずだと思っているので... 続きを読む

bru sing mg M f(遠バカ) bru caso

この問題に全く手がつけられません。

1. 図1および図2の破線は、静止した観測者からみた小球の運動の様子を表している。 いずれの場合も、小球の質量をmとし､摩擦や空気抵抗は無視できるものとする。 Y r CC 図1 図1は, 水平なæy平面上での等速円運動を表している。 円運動の中心0と小球の 間は伸び縮みしない軽い糸で結ばれており、円運動の半径は, 速さはVである。 以下の問いに答えよ。 小球が図中の点Pに達した瞬間に、小球にはたらく力の大きさを答えよ。 問aの力の向きを、 解答用紙の図中に,点Pを始点とする矢印で示せ。 AZ 図2は、水平面と角度をなす向きに, 時刻 t = 0 に速さVで小球を投げ上げたと きの運動を表している。 また, 投げ上げた地点を原点とし、水平方向に軸、鉛 直上向きに軸をとる。 小球の運動はz 平面内に限られている。 重力加速度の大き さを」として、以下の問いに答えよ。8合お問 図2 TURENS c. 小球が最高点 Qに達した瞬間に、小球にはたらく力の大きさを答えよ。 d. 小球が最高点 Q に達する時刻t を求めよ。 e. 小球の速度の成分 成分をそれぞれジェ, ひで表す。 時刻 tがO≦t≦2to の範囲で,とも,および, vx ともの関係を表すグラフを描け。