質量 1700 kg の車が、半径 160 m の平らなカーブを一定の速さ 9 m/s で走る。 必要な中心向きの力(向心力)Fc を求めよ。
解答つき円運動ワークシート
1.やさしい
m = 1700 kgv = 9 m/sr = 160 m
Fc = N
2.やさしい
質量 1600 kg の車が、半径 20 m の平らなカーブを一定の速さ 24 m/s で走る。 向心加速度 ac を求めよ。
m = 1600 kgv = 24 m/sr = 20 m
ac = m/s²
3.ふつう
車が半径 35 m の平らなカーブを曲がる。タイヤと路面の間の静止摩擦係数は 0.3、g = 9.81 m/s² とする。車が横すべりせずにカーブを曲がれる最大の速さ vmax を求めよ。
r = 35 mμs = 0.3g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ふつう
車が半径 100 m の平らなカーブを曲がる。タイヤと路面の間の静止摩擦係数は 0.5、g = 9.81 m/s² とする。車が横すべりせずにカーブを曲がれる最大の速さ vmax を求めよ。
r = 100 mμs = 0.5g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
質量 0.8 kg のボールを長さ 1 m の糸につけ、鉛直面内で円運動させる。最下点での速さは 4 m/s である。g = 9.81 m/s² とする。最下点での糸の張力 T を求めよ。
m = 0.8 kgr = 1 mv = 4 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
長さ 0.8 m の軽い糸につけた質量 1.1 kg の球を鉛直な円を描くように回す。最下点での速さは 8 m/s である。空気抵抗を無視し、g = 9.81 m/s² とする。最高点での糸の張力 Ttop を求めよ。
m = 1.1 kgr = 0.8 mvbottom = 8 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
解答
- 1. Fc = 860.6 N
- 2. ac = 28.8 m/s²
- 3. vmax = 10.15 m/s
- 4. vmax = 22.15 m/s
- 5. T = 20.65 N
- 6. Ttop = 34.04 N
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