一定の毎分 33 回転で回る円板の軸から 145 cm の位置に小さな物体がのっている。 向心加速度 ac を求めよ。
解答つき円運動ワークシート
1.やさしい
n = 33 rpmr = 1.45 m
ac = m/s²
2.やさしい
質量 1.4 kg の石を、なめらかで水平な台の上で、張力 20 N で切れる糸で半径 0.5 m の水平な円を描くように回す。石がもてる最高の速さ vmax を求めよ。
m = 1.4 kgr = 0.5 mTmax = 20 N
vmax = m/s
3.ふつう
車が半径 115 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 = 115 mμs = 0.3g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ふつう
車が半径 50 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 = 50 mμs = 0.5g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
半径 160 m のカーブに 30° のバンクがついており、タイヤと路面の間の静止摩擦係数は 0.1 である。g = 9.81 m/s² とする。 自動車が外側上方へすべり出さずにカーブを通過できる最高の速さ vmax を求めよ。
r = 160 mθ = 30°μs = 0.1g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
6.むずかしい
半径 70 m のカーブに 15° のバンクがついており、タイヤと路面の間の静止摩擦係数は 0.15 である。g = 9.81 m/s² とする。 自動車が外側上方へすべり出さずにカーブを通過できる最高の速さ vmax を求めよ。
r = 70 mθ = 15°μs = 0.15g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
解答
- 1. ac = 17.32 m/s²
- 2. vmax = 2.673 m/s
- 3. vmax = 18.4 m/s
- 4. vmax = 15.66 m/s
- 5. vmax = 33.59 m/s
- 6. vmax = 17.29 m/s
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