一定の毎分 60 回転で回る円板の軸から 95 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 = 60 rpmr = 0.95 m
ac = m/s²
2.やさしい
質量 0.9 kg の石を、なめらかで水平な台の上で、張力 50 N で切れる糸で半径 0.3 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 = 0.9 kgr = 0.3 mTmax = 50 N
vmax = m/s
3.ふつう
車が半径 95 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 = 95 mμs = 0.3g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ふつう
車が半径 75 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 = 75 mμs = 0.5g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
長さ 1 m の軽い糸につけた質量 2 kg の球を鉛直な円を描くように回す。最下点での速さは 9.5 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 = 2 kgr = 1 mvbottom = 9.5 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
6.むずかしい
質量 0.6 kg のボールを長さ 0.5 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 9 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 = 0.6 kgr = 0.5 mv = 9 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
解答
- 1. ac = 37.5 m/s²
- 2. vmax = 4.082 m/s
- 3. vmax = 16.72 m/s
- 4. vmax = 19.18 m/s
- 5. Ttop = 82.4 N
- 6. T = 103.1 N
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