質量 700 kg の車が、半径 130 m の平らなカーブを一定の速さ 14 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 = 700 kgv = 14 m/sr = 130 m
Fc = N
2.やさしい
質量 900 kg の車が、半径 80 m の平らなカーブを一定の速さ 28 m/s で走る。 必要な中心向きの力(向心力)Fc を求めよ。
m = 900 kgv = 28 m/sr = 80 m
Fc = N
3.ふつう
半径 240 m のカーブに 15° 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 = 240 mθ = 15°g = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
半径 270 m のカーブに 5° 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 = 270 mθ = 5°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 0.6 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 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 = 0.6 mv = 4 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
質量 1.5 kg の台車を、摩擦のない軌道上の高さ 20.3 m から静かに放し、半径 7 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 = 1.5 kgh = 20.3 mR = 7 mg = 9.81 m/s²
Nbottom = N
解答
- 1. Fc = 1055 N
- 2. Fc = 8820 N
- 3. v = 25.12 m/s
- 4. v = 15.22 m/s
- 5. T = 29.18 N
- 6. Nbottom = 100.1 N
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