Physics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว

なぜ「糸がたるまない」条件がS≧0となり0が含まれているのに「糸がたるむ」条件がS=0になる理由がわかりません誰か助けて!

必修 基礎問 26 鉛直面内円運動 物理 長さの軽くて伸びない糸の上端を点0に固定して下 端に質量m の小球を付け、最下点Aで小球に水平方向の 初速度vを与えて, 小球を鉛直面内で円運動させる。 糸 と鉛直線 OA のなす角を0とし, 重力加速度の大きさをg として,以下の問いに答えよ。 (1) 円運動しているときの小球の速さを0の関数で表せ。 (2) 円運動しているときの糸の張力の大きさSを0の関数で表せ。 Y' B IC [ Vo A (3) 糸がたるむことなく小球が一回転するための の条件を求めよ。 (4) 0=120°の点Bで糸がたるんだとする。 点Bにおける小球の速さを求め よ。 (横浜市大)
解 説 (1) 角0の位置における小球の速さを”とし, 点Aを重力による位 置エネルギーの基準とすると, 力学的エネルギー保存の法則より, 1/12mv=1/12mo+mgl(1-cos0) よって,v=√vo2-2gl(1-cos0) ・① (2) 角日の位置において, 小球に働く力を右図に示す。 小球 yt の円運動の運動方程式より. v2 m =S-mgcoso ①式より,s=m(u+gcose-mu+g(3coso-2)} (3)0=180° で S≧0 であればよいから, ③式より, 2 Vo 1 +g (3cos 180°-2)≧0 (4)=120°で S=0 となるから、 ②式より, v2 m- ② ......③ 3 Vo よって, vo≧√5gl -- mg cos 120°: =1/2mg よって, v= 1 291 [別解](4) 0=120°で S=0 となるから,③式より, +g(3cos 120°-2)=0 よって,vo2= 7 = 2 gl ①式より、v=7291-2gl(1-cos 120°)=127gl (答) (1)√v-2gl(1-cos e) (2)S=mu+g(3coso-2)} (3) vo≥√5gl (4) V2 gl S IC 0 mgcoso mg
円運動 糸がたるむ

คำตอบ

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

解答には糸がたるむ条件がS=0とは書いてなくて、
θ=120°であるときにS=0となります。
物理では『瞬間』の何かというのは求めることはできません。例えば落下運動で地面に衝突する時も、その瞬間の速度ではなく、直前の速度を求める事がありますよね。
今回も、糸がたるむか、たるまないかのスレスレがS=0になるわけです。たるむのがS <0だとすると、無限に続くような値になってしまいます。

もちもち

遅くなってすいません!
ありがとうございました!

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