一定の毎分 300 回転で回る円板の軸から 70 cm の位置に小さな物体がのっている。 物体の速さ v を求めよ。
解答つき円運動ワークシート
1.やさしい
n = 300 rpmr = 0.7 m
v = m/s
2.やさしい
質量 1600 kg の車が、半径 70 m の平らなカーブを一定の速さ 14 m/s で走る。 向心加速度 ac を求めよ。
m = 1600 kgv = 14 m/sr = 70 m
ac = m/s²
3.ふつう
遊園地のローターでは、乗客が半径 1.8 m の鉛直な円筒の壁に背をつけて立つ。十分速く回転すると床が下がり、摩擦が乗客を支える。静止摩擦係数は 0.6 である。g = 9.81 m/s² とする。 最小の回転数 n を毎分回転数で求めよ。
r = 1.8 mμs = 0.6g = 9.81 m/s²
n = rpm
4.ふつう
遊園地のローターでは、乗客が半径 3.9 m の鉛直な円筒の壁に背をつけて立つ。十分速く回転すると床が下がり、摩擦が乗客を支える。静止摩擦係数は 0.3 である。g = 9.81 m/s² とする。 最小の回転数 n を毎分回転数で求めよ。
r = 3.9 mμs = 0.3g = 9.81 m/s²
n = rpm
5.むずかしい
ボールを長さ 1.3 m の糸につけ、鉛直面内で円運動させる。g = 9.81 m/s² とする。最高点で糸がたるまずに張ったままでいられる最小の速さ vmin を求めよ。
r = 1.3 mg = 9.81 m/s²
vmin = m/s
6.むずかしい
ボールを長さ 1.2 m の糸につけ、鉛直面内で円運動させる。g = 9.81 m/s² とする。最高点で糸がたるまずに張ったままでいられる最小の速さ vmin を求めよ。
r = 1.2 mg = 9.81 m/s²
vmin = m/s
解答
- 1. v = 21.99 m/s
- 2. ac = 2.8 m/s²
- 3. n = 28.78 rpm
- 4. n = 27.65 rpm
- 5. vmin = 3.571 m/s
- 6. vmin = 3.431 m/s
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