Question

極

写真の4番から8番まで分からないのどなたか解いてくれませんか？

面上に置く。物体Qの円筒の半径はァで, 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
面上に置く。物体Qの円筒の半径はァで, 円筒面はなめらかである。円筒の中心をお
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。水平面にはガィ
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
ガイド
図1
に視した
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 v。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
1980
P
Vo
A
FO
B
ガイド
図2
水平 面

問1 この等速円運動の角速度,周期、および加速度の大きさはいくらか。
問2小球Pが物体Qの円筒面から受ける垂直抗力の大きさはいくらか。
次に,図2のように物体Qを動かないように固定して, 質量 m の小球PをQのI
筒面に沿って速さ v。 の等速円運動をさせておく。この状態から, 小球Pが点Aを通近
する瞬間に物体Qの固定を解き,図3のようにQをA→Bの向きに大きさ αの加速目
で等加速度運動をさせる。
ガイド
水
P
A
:O
平
B
Vo
0
面
E
D
ガイド
図3
問3 物体Qから見た小球Pの運動を考える。このとき, 小球Pにはたらく慣性力の
o大きさはいくらか。また,この慣性力の向きはどちら向きか。 A→B, B→A, C→D,
D→Cのいずれかで答えよ。
問4 小球Pが ZAOE=0となる点Eを通過する瞬間の,物体Qに対する小球Pの
速さと, PがQの円筒面から受ける垂直抗力の大きさはそれぞれいくらか。
小球Pが物体Qの円筒面から離れずにQに対して円運動を続けるための, Qの
問5
加速度の大きさ αの範囲を求めよ。

にしておき,質量 mの小球Pを点DでQの円筒面に接するように水平面上に置き,
最後に,図4のように, 物体Qをガイドに沿ってなめらかに動くことができるよう
最後に,図4のように, 物体Qをガイドに沿ってなめらかに動くことができるよ。
全体を静止させておく。 この状態から小球Pに円筒の接線方向(A→Bの向き)に初当
Voを与えると,物体Qも運動をはじめ, PはQの円筒面から離れることなく運動した
物体Qの質量を Mとする。
ガイド
FO
B
iVo
P
D
ガイド
図4
間6 小球Pが点Aを通過する瞬間の,物体Qの水平面に対する速さはいくらか。
閉7 小球Pが点Aを通過する瞬間の,物体Qに対するPの速さはいくらか。
きさはいくらか。
水 平面