【3】 次の文中の( )に適当な数式を入れよ。
図のように、底面と側面とのなす角度が の円錐を水平面に置き、円錐の頂
点に長さの糸の一端を結び、 糸のもう一端に質量mの小さな物体を固定する。
側面と物体の間にはたらく摩擦力はないものとし, 重力加速度の大きさをg と
する。 <思判 表:20点>
(1)はじめ物体は静止していた。 このとき, 糸が物体を引く力の大きさは (1)
で側面が物体に及ぼす垂直抗力の大きさは (②)である。
(2) 物体に速度を与えたところ、物体は側面上をすべりながら角速度で等速
物体
円運動を始めた。 このとき, 糸が物体を引く力の大きさは (3) 側面が物体に及ぼす垂直抗力の大
きさは (④)である。
(3) 角速度を徐々に大きくしていったところ, 物体は側面上をはなれて等速円運動を始めた。 このとき
の円運動の周期は (⑤)である。