質量 1000 kg の車が、半径 90 m の平らなカーブを一定の速さ 29 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 = 1000 kgv = 29 m/sr = 90 m
Fc = N
2.やさしい
質量 1200 kg の車が、半径 140 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。
m = 1200 kgv = 13 m/sr = 140 m
ac = m/s²
3.ふつう
質量 1100 kg の自動車が、道路の盛り上がりの頂上を 17 m/s で通過する。盛り上がりの頂上は半径 60 m の円弧である。g = 9.81 m/s² とする。頂上で路面が自動車に及ぼす垂直抗力 N を求めよ。
m = 1100 kgv = 17 m/sr = 60 mg = 9.81 m/s²
N = N
4.ふつう
長さ 1 m の糸につけた小球が、糸が鉛直と一定の角度 15° 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 = 1 mθ = 15°g = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
質量 0.8 kg のボールを長さ 0.9 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 = 0.8 kgr = 0.9 mv = 5.5 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
質量 1.7 kg のボールを長さ 1.4 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 8.5 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 = 1.7 kgr = 1.4 mv = 8.5 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
解答
- 1. Fc = 9344 N
- 2. ac = 1.207 m/s²
- 3. N = 5493 N
- 4. v = 0.8248 m/s
- 5. T = 34.74 N
- 6. T = 104.4 N
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