模範解答では垂直抗力を分解してますが、重力を分解して解くことも可能ですか？ また、解くことが可能でしたら解き方も教えていただきたいです！！！

- 90 滑らかな半球面上(半径R) で,質量mのPが水 平に円運動をしている。 Pの底からの高さはんである。 面の垂直抗力 NPの速さv, 周期T を求めよ。 ⑨1* 滑らかな水平床上を長さlの糸に結ばれて角速度 ** -R→ h P P

なんで位置エネルギーを使う時と使わない時があるのですか？

2 では、万有引力による位置エネルギーGmM, Y 〈問9-3 質量mの人工衛星が右ページの図のように、質量Mの惑星を焦点の1つとするだ 円軌道を描きながら運動している。 万有引力定数をGとして以下の問いに答えよ。 (1) A点とB点における人工衛星の速さをそれぞれG, M, R. rを用いて表せ。 A点で人工衛星を加速させ、速さがになった。 (2) 加速させる速さによっては, 衛星は軌道から外れ, 無限の彼方へと飛んでい くことがある。 衛星が無限遠に飛んでいくためのμに関する条件を求めよ。 まず, A点における速さと, B点における速さをそれぞれv,Vとします。 ここでまず思い出してほしいのは「面積速度一定の法則」 です。 9-1 でやったように, 長軸上に物体があるときを考えると, 面積速度が一定です から 解きかた (1) 1/2rv=1/12 RV① 2" 解きかた B点での面積速度 を用いる問題を解いてみましょう A点での面積速度 もう1つ、万有引力の問題では 「力学的エネルギー保存則」が重要です。 衛星は運動エネルギーと万有引力による位置エネルギーを持っています。 ます。 衛星には万有引力しかはたらきませんから,これらのエネルギーの総和は保存し よって、力学的エネルギーの保存を考えて mM 2 m² + ( - 6 m ) = /2 m² ² + ( - GR A点での位置エネルギー A点での運動エネルギー R v=√2GM r(R+r) R(R+r) ....... ② B点での位置エネルギー B点での運動エネルギー そして ① ② 式を連立して解くと (右ページで式変形は解説) V=√2GM 問 9-3 補足 1 A (1) 面積速度一定の法則(ケプ ラーの第2法則) より 2 1 ミ RV...... ① 2 質量 m B点での面積速度 ①②より ① より V= 質量 M A点での面積速度 力学的エネルギー保存則より A点での運動エネルギー Y R -G mM 1 / m²³² + ( - 6 mM ) = 1/2 m² ² + ( - 6 m). -G 2 Y R A点での位置エネルギー v= 2GM v...... ③ ③ ④ より ぴー ③ よりv=2GM R2 R2-2 R2 ②より-V=2CM(121-1212)=26 R R R r(R+r) i=2GM- i=2GM r R(R+r) B点での運動エネルギー R-r rR R-r rR v=2GM 万有引力による位置エネルギー " B wwwwwww B点での位置エネルギー V= 2GM- R r(R+r) R-r rR ****** わ~! 大変な 計算だぁ~」 T R(R+r) ちゃんと 自分で 解いてみる のだぞ 237 CO 9

これmgsinθ＝mrω2乗としてはダメなのでしょうか

↓ 2.0m/s 発展例題16 斜面上の物体と慣性力 図のように,摩擦のない溝がある, 水平面となす角が0の斜面 をもつ台を,点Qを通る鉛直な軸のまわりに一定の角速度で回転 させる。質量mの物体が, 回転軸から距離rの点Pに置かれてい るとき,物体がすべり落ちないための最小の角速度を求めよ。た だし,重力加速度の大きさをgとする。 指針 台とともに回転する座標系(観測者 の立場) を基準に考える。 物体には,重力, 垂直抗 力, 遠心力がはたらき, 垂直抗力 最小の角速度では,そ れらの力はつりあって いる。 ZEMER mg sino TO mrw²cose 遠心力 mrw² -mg TATTI Kat W= mgsino-mrw²cos0=0 Ho 解説 求める角速度をωとする。 台ととも に回転する観測者には, 物体に図のような力がは たらくように見える。 斜面に平行な方向の力のつ りあいから, g 8 円運動 103 発展問題 215,216 tan 0 回転軸 P 第Ⅱ章 大学工

遠心力は半径方向の力をつり合わせるための慣性力ですか？

問77 半径 100m の円形の道路上を,自動車が一定の速さ 54km/hで進むとき,自 動車に乗っている質量 60kgの人にはたらく遠心力の大きさは何Nか。 a 静止している観測者 A A 運動方程式 mrw² = F 8000000 m 加速度 rw² 弾性力 F W ⓘ図 132 等速円運動を観測する2つの立場 ⑥ 小球とともに回転する観測者 B B 力のつりあいの式 F-mrw² =0 m 0000000 m 弾性力 F 遠心力 mrw² (ω)

ここの途中式が分からないので誰か教えてください

はない。 解説 (1) 遠心力の大きさをF'' とすると, 「F'=ma=mrwa」の 係式から, F'=mR (2πn)2=4²mRn² (2) 壁から受ける垂直抗力の大きさを Nとすると, 人が受ける力は図のよう になる。 壁に垂直な方向の力のつりあ いから, N=F'=4²mRn² 壁に平行な方向 (鉛直方向)の力のはた らきを考えると,最大摩擦力μN が重 mg 以上であれば、人はすべり落ちない。 mg MuN mg≤µ•4n²mRn² 回転軸 R- 1 9 nz 2V μR 1 N 1. 物体のついた円錐振り子 F (1) Mgsin0 (2) m=Mcose (3) gtan / (4) 0:1倍, : 4倍 Pは、 水平面内で等速円運動をしているので、糸の UN mg

遠心力がよく分かりません 遠心力がなくても重力と垂直抗力で釣り合わないのですか？

第8章 等速円運動慣性力83 リード D 168 円筒面上をすべり落ちる運動 図の曲面 AC は点O を中心とする半径R, 中心角90°のなめらかな円筒の一部で, Aから左はなめらかな水平面である。 質量mの小球を, 速さ v で水平面から円筒面に向かってすべらせたところ, 点Bで面 を離れて床に落ちた。 A, B間の任意の点をP, ∠AOP= 0, 重力加速度の大きさをgとし,小球の運動は円筒の断面に平行な面内に限られるとする。 (1) 点Pにおける小球の速さを求めよ。 NA 0 C (2) 点Pで面が小球に及ぼす力の大きさを求めよ。 (3) 小球が点Aですぐに面から離れ, 水平投射となるときの の最小値 Umin を求めよ。 例題 36 173 Vo A RO .B "

なぜS≧0のとき糸がたるまないのですか？

iB 167 鉛直面内の円運動 長さの軽い糸の一端に質量mの小球 をつけ, 他端を点Oに固定する。 小球が最下点Aにあるとき, 小球に 水平方向の初速度を与えたら、小球は鉛直面内で運動し, 最高点Bを 糸がたるむことなく通過した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 最高点Bを通過する速さの最小値を求めよ。 (2) 小球に与える速さの最小値 uo を求めよ。 (3) この糸のかわりに同じ長さの軽く硬い棒とした場合, 最高点Bを通過するには, 小球 に与える速さはいくらより大きくすればよいか。 例題 36171

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

5（3）教えて欲しいです 答えは書いてあるとおりなんですが、なぜこの問題で向心力をMAとおけてるのかわからないです 僕は 物体に観測者を乗せたところ観測者から見て物体は静止してるように見えるから力のつりあい式を考えた時に 張力T（=向心力として働く）+鉛直方向に分解し... 続きを読む

(3) 加速度の大きさ 5. なめらかな水平面上で,質量 0.50kgの小球をつけた長さ 2.0m の糸 の他端を中心にして,角速度 3.0rad/sの等速円運動をさせた。 次の 値を求めよ。 (1) 速さ [m/s] (2) 加速度の大きさ a [m/s'] ③3円運動を続けるのに必要な力の大きさ F〔N〕 6. 下向きの加速度 2.0m/s2 で下降中のエレベーターの中に質量 50 けたらく慣性力の大きさf〔N〕 と向きを求め A & 2.0m ↓ 20m/0²

29が分かりません おしえてください！

28 29 30 地球の表面にある物体の質量をm、地球の質量 M 、地球の半径をとする。このとき、次 の問に答えよ。ただし、万有引力定数をGとし、また地球の自転による遠心力は無視できるも のとする｡ (1) 地球の表面における重力加速度の大きさgを求めよ。 (2) 万有引力定数 G = 6.673 × 10-11 [N・m²/kg2], 地球の質量M 球の半径r r= 何 [m/s2] か 6.371 × 10° [m] であるので、地球の表面における重力加速度の大きさは、 = 5.972 x 1024 [kg],地 図のように、質量が無視できて自然長が等しいばね A、 B を、 ①直列、② 並列、で固定 した。ばね定数をそれぞれ kA、 kB とするとき、次の各問に答えよ。ただし、ばねの重さは無 視できるものとする｡ ①直列 ②並列 (1) ① の場合の合成されたばね定数 k を求めよ。 (2) ② の場合の合成されたばね定数 k2 を求めよ。 (3) 直列つなぎ ( ① の場合)において、 kA = kB = 5.0 x 10 [N/m] のばねを使い、 重さ 5.0 [N] のおもりをつるしたと き、ばね1本あたりにおけるばねの自然長からの伸びの長さ は何 [m] か。 A (4) 並列つなぎ ( ② の場合)において、 KA = KB = 5.0 x 10 [N/m] のばねを使い、 重さ5.0 [N] のおもりをつるしたとばねB き ばね1本あたりにおけるばねの自然長からの伸びの長さ は何 [m] か。 軽い定滑車 P と軽い動滑車 Q がある。 それらに糸を通し、 糸の一端は天井に、もう一端には質量mのおもりAをつ 最 のおもりBをつるす。 最初、 P B