✨ ベストアンサー ✨
(2)では、mg'方向を底にした振り子運動をします。
振り子運動は速度ベクトルが変化するので、加速度運動になります。
運動の法則（ニュートンの第2法則）を考えると、
加速度運動をしているという事実から、Tとmg'がつり合っていないことが分かります。
まず、先に後半の(1)については、
解説の書き方も親切ではありませんね。
解説では、小球が振動せず点Cで静止してる状態を考えています。
仰る通り、(1)でも単振動しているので、
青の下線を引いてもらっている部分は、
「これが張力とつり合う」ではなく、
「これが張力と平行になる」と読み替えてみてください。
なお、解法には影響がありません。
前者の部分について
単振動は下端において等速円運動に近似できます。
等速円運動では動径方向に加速度を持ちますが、
Tとmg'がつり合ってしまうと、運動の法則に基づき、
動径方向の加速度が0となってしまいます。
迅速にご教授くださりありがとうございました。
前者の部分であるTとmg'が釣り合わないことについて、理解することができました。
ただ、重ね重ね申し訳ないのですが、1日考えたものの(1)について分からない点があり、再度質問させていただきたいです。
小球が振動せず点Cで静止する状態を考えているのであれば、非慣性系から見たとき｢慣性力と重力の合力｣と｢張力｣が釣り合う、ということは理解できるのですが、この場合単振動しているので、糸の張力方向には力が釣り合わないように思えてしまいます。
また、点Cにおいて見かけの重力と張力が平行になることについても、何となく感覚的なイメージはできるのですがいまいちよく分からないため、点Cでなぜこれらの2力が平行になり、釣り合うのかについて教えてくださると大変助かります。
誠に恐れ入りますが、何卒よろしくお願いたします。
ご指摘の通り、(1)でも振り子運動しているので、力はつり合っていません。
Tとmg'がCにて平行であるというのが正確です。
なお、(1)の解法にはT=mg'を使っていなので解は変わりません。
電車にいる人から見ると、小球はmg'の力が作用する状況でthetaの角度で振動しています。
小球には、一定力が作用しているので、mg'の力の方向を軸として対称な運動が生じているはずです。
ここで、点Cを考えると、点Cは振動中心となっているため、
固定端C//mg'
が成立します。
ご回答ありがとうございます。
返信が遅くなり申し訳ありません。
｢運動の法則（ニュートンの第2法則）を考えると、
加速度運動をしているという事実から、Tとmg'がつり合っていない｣というところがよく分からないため、詳しくご教示くださると幸いです。
また、(2)と同様に(1)についても小球は加速度運動していると思うのですが、なぜ(2)のように遠心力を考慮せず見かけの重力と張力がつり合うといえるのかが理解できないため、教えてください。
よろしくお願いいたします。