この問題の（２４）、（２５）の解説をお願いします。

5 次の問いの答えを選択肢から選び, 番号で答えなさい。 半径 0.20mの円周上を10秒間で20回転する, 質量 2.0kgの物体について、 以下の物 理量を求めなさい。 (20) 周期 ① 0.50s ② 1.0s ③ 2.0s ④ 5.0s (21) 回転数 ① 0.50Hz ② 1.0Hz ③ 2.0Hz ④ 5.0Hz (22) 角速度 ① 6.3rad/s ② 10rad/s ③ 13rad/s ④ 19rad/s (23) 速さ ① 1.9m/s ② 2.5m/s ③ 3.8m/s ④ 9.8m/s 1.9 10 (24) 加速度の大きさ ①5.0m/s 2 ② 12m/s 2 (25) 向心力の大きさ ①5.ON ② 24N ③ 32N ③ 16m/s 2 ④ 32m/s 2 ④ 63N

この問題の（２４）、（２５）の解説をお願いします。

5 次の問いの答えを選択肢から選び、番号で答えなさい。 半径 0.20mの円周上を10秒間で20回転する, 質量 2.0kgの物体について、以下の物 理量を求めなさい。 最大 (20) ① 0.50s ② 1.0s ③ 2.0s ④ 5.0s (21) 回転数 ① 0.50Hz ② 1.0Hz ③ 2.0Hz ④ 5.0Hz (22) 角速度 ① 6.3rad/s ② 10rad/s ③ 13rad/s ④ 19rad/s (23) 速さ 1.9 ① 1.9m/s ② 2.5m/s ③ 3.8m/s ④ 9.8m/s 10 (24) 加速度の大きさ ①5.0m/s 2 ② 12m/s (25) 向心力の大きさ ①5.ON ② 24N ③ 32N ③ 16m/s 2 ④ 32m/s 2 ④ 63N

高二物理、円運動です。(2)で向心力を考えないのは何故ですか。よろしくお願いいたします。

台車が高さんの地点から静かに出発して、図のように,鉛 直面内にある半径rのなめらかな円形のレールを一周する。 台車の質量をm, 重力加速度の大きさをgとする。 @ (1) 円形のレールの最高点Pを通過するとき,台車の速さ ◎”を求めよ。 (2) 点Pで, 台車がレールから受ける垂直抗力の大きさNを求めよ。 (3) 台車がレールからはなれずに一周するための, 高さんの最小値を求めよ。 指針 鉛直面内の円運動では,各瞬間において,円の中心方向における力と加速度との関係は, 等速円運動と同様に考えることができる。 Nについて整理し, (1) の”を代入すると, 2h 2g(h-2r)_mg -5) r ・m 解 (1) 出発点と点Pにおいて, 台車の力学的エネルギーは保存される。 レールの最下点を重 力による位置エネルギーの基準とすると. mgh = 1/2 m -mv²+mg x2r v2=2g(h-2r) <0は不適なので, v=√2g(h-2r) (2) 台車とともに運動する観測者には, 図のように, 台車にレール からの垂直抗力N, 重力 mg, 遠心力 m がはたらき, 円の中 02 r 心方向の力はつりあっているように見える。 v² mg+N-m- =0... ① r N=m r mg=mg 遠心力 m V P r 重mg P とあた向心力は 垂直抗力 N 地上に静止する観測者には, 台車に垂直抗力 N, 重力 mg がはたらき, 台車は,これらの合 力を向心力として円運動をするように見える。 中心方向の運動方程式は m-=mg+N と表され, これは式①と同じである。

2番でなぜN=mgとならないのでしょうか？ 向心力が働くみたいなことは、なんとなくわかるのですがどうも納得できないです。 教えて頂きたいです

~14, 求めよ。 べり出す のつりあい ngy J 215.2 AN ② "s") Scost-mg=U mg coso Ssine S= (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0=mgtan0 が向 心力となる。 運動方程式 「mrw²=F」から, mg 1 基本例題30 鉛直面内の円運動 図のように,質量mの小物体が, 摩擦のない斜mid 面上の高さんの点から静かにすべりおりた。斜面 の最下点は半径rの円の一部になっている。重力 加速度の大きさをg として,次の各問に答えよ。 (1) 斜面の最下点での小物体の速さを求めよ。 (2) 斜面の最下点で, 小物体が面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 天一 www 指針 (1) では,力学的エネルギー保存の 法則から速さを求める。 この結果を用いて (2) では、最下点での半径方向の運動方程式を立てる。 解説 (1) 最下点での速さを”とし, す べり始めた直後と最下点に達したときとで, カ 学的エネルギー保存の法則を用いる。 最下点を 高さの基準とすると, -mv² m (L sint) w-mg tanu=U Point 向心力は,重力や摩擦力のような力の 種類を表す名称でなく、円運動を生じさせる原 因となる力の総称で、常に円の中心を向く。 09 213 (基本問題 mgh= v=√2gh (2) 重力と垂直抗力の合力が,最下点での小物 th 体の向心力になる。 半径方向の運動方程式は, 大 v² _=N-mg N m r r (1) の結果を用いて N=mg(1+2h) mg Point 鉛直面内の運動は等速円運動とならな いが,各瞬間において、 等速円運動と同様の運 動方程式を立てることができる。 | 8. 円運動 101

⑵でθ＝60度となる理由がわかりません

必解 びない糸の一端に質量mのおもりをつけ, 水平面内で点Oを中 心とする半径rの等速円運動を行わせた。 重力加速度の大きさを gとする。 (1) 地上から見たとき, おもりにはたらく力の名称を答えよ。 √√3 (2) r= -Lのとき,角速度をg, Lで表せ。 2 右図のように、長さLの軽くて伸 強力による等速円運動 52 (3) 糸は,このおもりの重さの3倍の大きさの力までもちこたえることができるものと する。糸が切れないためには, 半径rはどんな範囲にあればよいか。 センサー 12 [協力に日通 Tit m MI

物理のエッセンス　力学　等速円運動　86 私のN=mgsinθはなにがいけないのでしょうか、、、？

0 N 1 mg mgsing = N ?

このカッコ1の問題で解説に万有引力を向心力とすると書いてあるのに運動方程式ではGMm/Rの2乗のような式ではなってないのがどういうことか分かりません　なぜこのような式になるのか教えてください

R (1) √gR (2) 27, g cabatte ■指針 人工衛星は、地球との間にはたらく重力 (万有引力) を向心 して等速円運動をする。 円運動の運動方程式から速さを求める。 解説 (1) 人工衛星の質量をm, 速さをvとする。 等速円運動 動方程式は, 解答 2² m = mg R について整理すると, v=√gR (2) 周期Tは,T= 2πR 2πR V √gR = =2π R Vg

(1)の答えはa=lω^2ですが、lоではなくlを使うのは、等速円運動をしているときに加速度が働くからと言う解釈で良いでしょうか？

80g 第1編■力と運動 155 等速円運動■ なめらかな水平面上の点Oに, 自然の 長さがる。 [m] の軽いつる巻きばねの一端をつけ, 他端に質量 m[kg] の小球をつけて,角速度w [rad/s ] で等速円運動をさ せると, ばねの長さは1[m] になった。 (1) 小球の加速度の向きと大きさ a [m/s ] を求めよ。 (2)この円運動に必要な向心力の大きさ F [N] を求めよ。 季 (3) このばねのばね定数k [N/m] を求めよ。 例題 33 L C m rllllllllll

物理の問題です。図に力は書いたんですが、答えの求め方がわからないので解説お願いします。

静止して見える 考えよう! ② なめらかな水平面上で質量m[kg]の小球をつけた長さ] [m]の糸の他端を中心にして角 速度w [rad/s]速度v[m/s]で等速円運動をさせた。 次の観測者から見たとき、円運動を続けるのに必要 な力の大きさF[N] はいくらか。 ωを使った場合と、 vを使った場合の2通りでかけ。 (a) 静止した人から見る。 (b) 一緒に円運動をしている人から見る。 r w m r im

どうして(1)で遠心力を考慮していないのでしょうか？速くすればするほどmrω²/sinθ分大きくなっていくのではないのでしょうか？

基本例題12 円錐振り子 図のように、長さの糸の一端を固定し、他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをyとして, 次の各問に答えよ｡ (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には, おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として、水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1) では,鉛直方向の力のつりあいの式(2) では円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。なお,円運動の半径はUsin0 である。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scost=mg mg coso S = - こ S Scost Ssine img (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0mgtan0が向 心力となる。 運動方程式 mrw² = F から、 m (Usind) w2=mgtan0 周期T は,T= 2π W 基本問題 55,56,57 = =2π 00 (= Icoso g g l cos 0 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって みえる。 力のつりあ いの式を立てると, (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (Isine) w²-mg tan0=0 m m (Isin) w² Ssin0=mgtan mg 【Point 向心力は、重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく、円運動を生じさせる 原因となる力の総称で、 常に円の中心を向く。 第Ⅰ章 力学