3鉛直面内の円運動
点0に固定した長さ 2r[m]の軽い糸に,質量m[kg]
の小球をつける。糸がたるまないように小球を水平
の位置Aまで持ち上げ,静かにはなす。小球が最
下点Bを通る瞬間,糸はBの真上rIm]の距離の点
Cにある釘に触れ,その後,小球は点Cを中心と
する円運動を始める。
重力加速度の大きさを g[m/s°]とする。
(1) 小球が点Bを通るときの, 小球の速さ かB[m/s]を求めよ。
(2) 小球が点B を通る直前の糸が小球を引く力の大きさ TBi[N]と,点Bを通った
直後の糸が小球を引く力の大きさ TB2[N]を求めよ。
(3) 小球が点D を通るときの,小球の速さ p[m/s]と糸が小球を引く力の大きさ
To[N]を求めよ。 鉛直方向とCD のなす角(図のZBCD)を0とする。
(4)小球が点 E に達したとき,糸がたるんだとする。鉛直方向と CE のなす角(図
のZBCE)を 0oとするとき, cos0, を求めよ(分数で答えてよい)。
A
2r
E
C
0。
r
;B
D
