物
理
1(配点 33点)
図1のように,一様な正方形の板から円筒をくり抜いた物体Qを,なめらかな水平
面上に置く。物体Qの円筒の半径はrで, 円筒面はなめらかである。円筒の中心を点
0とし,AOB および COD をそれぞれ板の各辺に平行な直径とする。水平面にはガイ
ドが取り付けられており, 物体Qは水平面上をガイドに沿って AB方向になめらかに
動くことができる。なお, 図2,3,4は,この装置を鉛直上方から見た図である。
ガイド
B
0
ガイド
図1
はじめ,図2のように, 物体Qを動かないように固定しておく。質量 m の小球Pを
物体Qの円筒面に接するように水平面上に置き, 円筒面に沿って初速0を与えたとこ
ろ,Pは水平面上をQの円筒面に沿って等速円運動をした。
ガイド
Q 固定
P.
Vo
10
A
B
r
D
ガイド
図2
水平面