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物理 高校生

2枚目の写真の方程式までは出せました。 ですが、この方程式の解き方が分かりません! どなたら教えてください🙏

のここがポイント 円錐容器の内部で等速円運動している物体には,面からの垂直抗力と重力の2力がはたらいている。 この2力の合力が, 向心力のはたらきをしている。この合力は, 水平方向で円の中心を向く。具体的に 力を求めるには, 鉛直方向と水平方向に力を分解する。鉛直方向は力のつりあいが成りたち, 水平方向 の分力は等速円運動の向心力となる。 49 (1) 物体にはたらく垂直抗力をNとする。垂直抗 力の鉛直成分と重力はつりあっているので N cos 0-mg==0" また,水平方向の分力が向心力のはたらきをし ているので 1 別解 |N Ncos m 向心力 Nsin 0 mg mg m- r = Nsin0 物体とともに回転する立場で 考えると,垂直抗力と重力と 遠心力の3力がつりあい, 物 体は静止しているように見え る。力のつりあいの式は N cos 0-mg=0 よって,上の2式より sin0 tan 0= ゆえに ひ=Vgrtan0 cos 0 gr 2元r (2) 周期の式「T= より Nsin0-m-=0 2元r r =2πVgtan0 T=- Vgrtan0 (3)(1)の結果より v? 2 (注 2元r 「T="」より, ひを2倍にしたとき, Tは 一倍としてはならない。ひ ア= gtan0 これより,速さひを2倍にすると軌道の半径rは4倍になる。 よって(2)の結果より,ァを4倍にすると周期Tは2倍になる を変えると、rの値も変化す ることに注意する。 b|r

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