Physics
มัธยมปลาย
物理 円運動
写真の問題についてです。
求め方を教えてください!
急ぎです。お願いします!
54
次の「
を埋めよ。
図のように, ばね定数k[N/m〕, 自然の長さL [m]の軽いばねの一端を天井の1点Oに取り
つける。 重力加速度の大きさをg[m/s2] とする。
質量mの小球を, 点0 からの距離r[m〕, およびばねと鉛直軸がなす角度を一定に保ち
ながら、水平面内で等速円運動をさせた。 等速円運動の角速度をw [rad/s] とすると, 向心
力の大きさは, m, 1, 0, を用いて ① [N] と表される。また, 小球がばねから受ける力の
水平成分の大きさは, k,r, L, 0 を用いて ② [N] と表され, この力が向心力と等しいとい
う条件から,角速度wは, m, k, r, L を用いて③ [rad/s] となる。 さらに, 小球がばねから受ける力の鉛直成分の大きさは,k,
r, L, 0 を用いて ④ [N] と表される。 この鉛直成分と重力がつり合う条件から,角度 0 は, cos0=⑤を満たすことがわかる。
この関係を用いて③からk, L を消去すると, 角速度は,g,r, 0 を用いて ⑥ [rad/s] と表される。 また, 以上のことから,
等速円運動をしているとき, r⑦ [m] であることがわかる。
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