質量 600 kg の車が、半径 70 m の平らなカーブを一定の速さ 17 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 = 600 kgv = 17 m/sr = 70 m
Fc = N
2.やさしい
質量 800 kg の車が、半径 50 m の平らなカーブを一定の速さ 18 m/s で走る。 必要な中心向きの力(向心力)Fc を求めよ。
m = 800 kgv = 18 m/sr = 50 m
Fc = N
3.ふつう
車が半径 125 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 0.8、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 = 125 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.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 0.4、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 = 0.4g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
長さ 0.6 m の軽い糸につけた質量 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 7.5 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 kgr = 0.6 mvbottom = 7.5 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
6.むずかしい
質量 1.6 kg のボールを長さ 1.5 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 7 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 = 1.6 kgr = 1.5 mv = 7 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
解答
- 1. Fc = 2477 N
- 2. Fc = 5184 N
- 3. vmax = 31.32 m/s
- 4. vmax = 21.24 m/s
- 5. Ttop = 44.7 N
- 6. T = 67.96 N
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