Question

HBRa3

遠心力FはわかりましたがSの式の意味がわかりません教えてください
例えばF cosθがどこのことを表しているのかわかりません

82 第1編■力と運動
164円錐容器の側面での等速円運動 図のように、底面と
側面とのなす角度が0の円錐を水平面に置き、円錐の頂点に長さ
1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。
(1) 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
物体
速度で等速円運動を始めた。 物体とともに運動する観測者から見るとき, 物体に
はたらく遠心力の大きさF, 糸が物体を引く力の大きさS,および側面が物体に及ぼ
す垂直抗力の大きさNを求めよ。
(2) 角速度を徐々に大きくしていったところ, 物体は側面上をすべることなく, 等速円運
動を始めた。 このときの円運動の周期Tを求めよ。
例題 35,169,170, 174

164
ここがポイント
力糸が引く力,面からの垂直抗力, 遠心力の4力がつりあっている。 物体の
物体が円錐容器の側面上で等速円運動をしているとき, 物体とともに運動
垂直抗力が小さくなっていき、やがて側面からうき上がって回転するようになる
解答 (1) 円錐の側面をすべりながら円運動するので,回転
測者から見ると,物体には遠心力がはたらく。 遠
半径はlcoseとなる。 物体とともに運動する観
心力の大きさFは「F=mrw?」 より
F=mxlcosxw=mlw'coso
F
N
-------
S
mg
2
各方向について力のつりあいが成りたって
物体にはたらく力を面にそった方向と面に垂直な
方向に分解して考えると
いる。
面にそった方向:S-mgsin0-Fcoso=0
面に垂直な方向: N-mgcos0+Fsin0=0
円
方向に
のい
数カ

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

BaSO4

黄:mgsinθ
青:Fcosθ
緑:mgcosθ
紫:Fsinθ