質量 1200 kg の車が、半径 120 m の平らなカーブを一定の速さ 8 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 = 8 m/sr = 120 m
Fc = N
2.やさしい
質量 1200 kg の車が、半径 80 m の平らなカーブを一定の速さ 26 m/s で走る。 必要な中心向きの力(向心力)Fc を求めよ。
m = 1200 kgv = 26 m/sr = 80 m
Fc = N
3.ふつう
長さ 1.7 m の糸につけた小球が、糸が鉛直と一定の角度 45° 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 = 1.7 mθ = 45°g = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
車が半径 115 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 0.6、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 = 115 mμs = 0.6g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
質量 1.8 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 4.5 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 = 1.8 kgr = 1.3 mv = 4.5 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
ボールを長さ 0.6 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 = 0.6 mg = 9.81 m/s²
vmin = m/s
解答
- 1. Fc = 640 N
- 2. Fc = 10140 N
- 3. v = 3.434 m/s
- 4. vmax = 26.02 m/s
- 5. T = 45.7 N
- 6. vmin = 2.426 m/s
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