44
丸
.
>12 静電気 円運動
水平方向にx軸,鉛直方向にy軸をと
り,大きさの一様な電場 (電界) が水
平方向(+x方向)にかかっている。 長さ
この糸の一端を原点Oに固定し,他端に
質量mで正電荷Qをもつ小球をつけた。
重力加速度を⑨とする。
(1) 小球は鉛直方向と60°の角度をなす
図の位置Aでつり合った。 Eをm,
g, Qで表せ。
3
E
60°
0
(2)点Aで静止していた小球を, 糸を張ったまま, 0の鉛直下方の位
Bまでゆっくり移動させた。 要した仕事 W を mg,l で表せ。
(3) そして, 位置Bで小球を静かに放した。
(ア) 小球が点Aを通過するとき,その速さをgと1で,糸の張力
Sをmとで表せ。
(イ) 小球が点Aを通過し, 最高点に達したとき,その座標を1で表
せ。
(4) 次に、糸を張ったまま, 小球を点Aから少しずらして放した。 小
球の振動周期をg, l で表せ。
(5)最後に,点Aで静止する小球に, 糸に垂直な方向の初速を与えた
ら,小球は点0を中心として, xy平面内で一回転した。 必要な初速
の最小値vo をg.lで表せ。
( 熊本大)
10.0
vel (1),(2)(3)~(5)★