質量 1200 kg の車が、半径 60 m の平らなカーブを一定の速さ 20 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 = 1200 kgv = 20 m/sr = 60 m
Fc = N
2.やさしい
質量 1300 kg の車が、半径 170 m の平らなカーブを一定の速さ 20 m/s で走る。 向心加速度 ac を求めよ。
m = 1300 kgv = 20 m/sr = 170 m
ac = m/s²
3.ふつう
半径 80 m のカーブに 10° のバンク(傾斜)がついている。摩擦をまったく必要とせずに自動車が通過できる速さ v はいくらか。g = 9.81 m/s² とする。
r = 80 mθ = 10°g = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
半径 390 m のカーブに 10° のバンク(傾斜)がついている。摩擦をまったく必要とせずに自動車が通過できる速さ v はいくらか。g = 9.81 m/s² とする。
r = 390 mθ = 10°g = 9.81 m/s²
v = m/s
5.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
6.むずかしい
半径 110 m のカーブに 25° 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 0.4 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 = 110 mθ = 25°μs = 0.4g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
解答
- 1. Fc = 8000 N
- 2. ac = 2.353 m/s²
- 3. v = 11.76 m/s
- 4. v = 25.97 m/s
- 5. vmin = 2.801 m/s
- 6. vmax = 33.9 m/s
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