ここがポイント
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振り子の運動では力学的エネルギーが保存される。また,おもりとともに運動する観測者から見る
と遠心力がはたらき, 円運動の半径方向について力のつりあいが成りたつ。振り子の糸にそった方向
の力の成分を考える。
解答
(1) おもりには重力 mg, 糸a が引く力S1,
糸bが引く力fがはたらく。
a
0
a
S1
力のつりあいより
水平方向 : Sisin0-f=0
鉛直方向 : S cos0-mg=0
mg
②式より S1=-
cos A
(2) 糸bを切るとおもりは円運動を始める。
おもりとともに運動する観測者から見
ると, おもりには遠心力がはたらき, 糸
にそった方向について力のつりあいが
成りたつ。
糸bを切った直後は, おもりには重力
mg, 糸a が引く力S2がはたらく。 お
図b
もりの速さは0であるから, 遠心力は0である。 糸にそった方向の力の
つりあいより
S2-mg cos 0=0 よって S2=mgcos o
0
S₁ sin
a
Sicoset
b
f
S₂
mg sin 0
mg
mg
mg cose
0
別解 糸にそった方向
の運動方程式を立てると