[I]
図1のように質量m, 半径αの球を水平な床の上に静止させておき、 球の中心を通る鉛直面
内で床から高さんの点に撃力P (力積) を水平に加える。 最初, 球は反時計回りに回転し滑り
ながらxだけ進み (このとき球は常に床と接しているものとする), その後時計回りに回転し
転がり始める。 球と床の動摩擦係数をμ, 重力加速度をg, 角速度をw, 時間をt, 球の慣性モ
ーメントを1=1/23ma2とし、空気抵抗は無視する。 以下の問いに答えよ。
(1) 撃力Pを与えた直後の球の重心の水平方向の初速度を求めよ。
(2) 撃力Pを与えた直後の球の回転方向の初角速度を求めよ。
(3) 球が滑りながら運動する間の並進運動の方程式を求めよ。
(4) 球が滑りながら運動する間の回転運動の方程式を求めよ。
(5)高さん=123のとき,球が滑りながら運動する時間を求めよ。
(6)高さん=2のとき,球が滑りながら運動する距離xを求めよ。
(7)撃力Pを与えた直後から球が滑らずに転がり始めるようにするには, 撃力Pの高さんをどの
ように設定すればよいか答えよ。
h
m
a
E
x