質量 1300 kg の車が、半径 70 m の平らなカーブを一定の速さ 27 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 = 1300 kgv = 27 m/sr = 70 m
ac = m/s²
2.やさしい
質量 1700 kg の車が、半径 90 m の平らなカーブを一定の速さ 9 m/s で走る。 向心加速度 ac を求めよ。
m = 1700 kgv = 9 m/sr = 90 m
ac = m/s²
3.ふつう
車が半径 30 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 0.7、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 = 30 mμs = 0.7g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ふつう
車が半径 20 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 = 20 mμs = 0.3g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
質量 5 kg の台車を、摩擦のない軌道上の高さ 27 m から静かに放し、半径 9 m の鉛直なループを通過させる。g = 9.81 m/s² とする。 ループの最下点で軌道が台車に及ぼす垂直抗力 Nbottom を求めよ。
m = 5 kgh = 27 mR = 9 mg = 9.81 m/s²
Nbottom = N
6.むずかしい
ボールを長さ 0.8 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 = 0.8 mg = 9.81 m/s²
vmin = m/s
解答
- 1. ac = 10.41 m/s²
- 2. ac = 0.9 m/s²
- 3. vmax = 14.35 m/s
- 4. vmax = 7.672 m/s
- 5. Nbottom = 343.4 N
- 6. vmin = 2.801 m/s
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