205. 円錐面上での等速円運動 図のように, なめらかな側面を
もつ半頂角が0の円錐形容器が, 水平面上に固定されている。 長
さlの糸の一端を円錐の頂点に固定し、他端に質量mの小球をつ
ける。円錐面上で, 小球を速さで等速円運動をさせた。 このと
き, 小球が受ける糸の張力の大きさを T, 垂直抗力の大きさをN,
重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。
(1) 小球が受ける鉛直方向の力のつりあいの式を示せ。
(2) 小球の半径方向の運動方程式を示せ。
美人
0
I
v
(3) 垂直抗力の大きさNを,m, l, v, 0, g を用いて表せ。
(4) vがある値v をこえると, 小球が面からはなれる。 v を 1, 0,g を用いて表せ。
N=0
例題28
ヒント (1) (2) 小球は,重力,張力,垂直抗力を受け,それらの鉛直成分はつりあってい
る。また,円の中心方向の成分を向心力として, 等速円運動をしている。
A