Physics
มัธยมปลาย
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物理の質問です
この問題の答えは②なのですがどのように力を分解してこの向きになったのかわかりません
書いて教えて頂きたいです🙇‍♀️

問1 物理 小球が点Aから点Bまで移動する間に, 小球にはたらく重力と円筒面から 受ける力の合力の向きを表したものとして最も適当なものを,次の①~④のう ちから一つ選べ。ただし,小球の大きさは無視できるため,合力の作用点は小 球の中心としている。また, 力の大きさは正確には描かれていない。 ① A 6 ③ ②個 B A ① ・B A (有 B 図 大きくな B
力学 円運動

คำตอบ

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まずA点スタートなのでスタートする時にすでに内側に力が存在することは有り得ないので④は速攻で消せます。

次に円筒面を移動する時に働く力は
重力・垂直抗力・向心力の3つです

向心力はm×v^2/rで表されます
下図のようなベクトルの力が働きます
なので次に①が消せます

最後に向心力の式から考えられることを探します
円筒面を転がるので進むにつれて速度が大きくなることは自明ですよね

なので向心力の分子が大きくなり、向心力がどんどん大きくなります
よって内側に働く力「垂直抗力+向心力」がますます大きくなるのでベクトルの方向も中心方向に傾いていきます

なのでベクトルの方向が一定である③が消せることができ、残った②が正解となります

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