質量 800 kg の車が、半径 110 m の平らなカーブを一定の速さ 13 m/s で走る。 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
m = 800 kgv = 13 m/sr = 110 m
ac = m/s²
2.やさしい
質量 700 kg の車が、半径 50 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。
m = 700 kgv = 9 m/sr = 50 m
Fc = N
3.ふつう
長さ 0.7 m の糸につけた小球が、糸が鉛直と一定の角度 40° をなすように水平な円運動をしている(円すい振り子)。g = 9.81 m/s² とする。 小球の速さ v を求めよ。
L = 0.7 mθ = 40°g = 9.81 m/s²
v = m/s
4.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 0.5、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 = 95 mμs = 0.5g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
質量 0.4 kg のボールを長さ 1.3 m の糸につけ、鉛直面内で円運動させる。最下点での速さは 5.5 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 = 0.4 kgr = 1.3 mv = 5.5 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
質量 0.7 kg のボールを長さ 1.1 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 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 = 0.7 kgr = 1.1 mv = 7 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
解答
- 1. ac = 1.536 m/s²
- 2. Fc = 1134 N
- 3. v = 1.925 m/s
- 4. vmax = 21.59 m/s
- 5. T = 13.23 N
- 6. T = 38.05 N
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