質量 600 kg の車が、半径 70 m の平らなカーブを一定の速さ 22 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 = 600 kgv = 22 m/sr = 70 m
ac = m/s²
2.やさしい
質量 1800 kg の車が、半径 160 m の平らなカーブを一定の速さ 30 m/s で走る。 必要な中心向きの力(向心力)Fc を求めよ。
m = 1800 kgv = 30 m/sr = 160 m
Fc = N
3.ふつう
車が半径 60 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 0.8、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 = 60 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ふつう
車が半径 130 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 0.8、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 = 130 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
質量 0.9 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 7.5 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 = 0.9 kgr = 0.6 mv = 7.5 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
長さ 0.6 m の軽い糸につけた質量 0.6 kg の球を鉛直な円を描くように回す。最下点での速さは 10 m/s である。空気抵抗を無視し、g = 9.81 m/s² とする。最高点での糸の張力 Ttop を求めよ。
m = 0.6 kgr = 0.6 mvbottom = 10 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
解答
- 1. ac = 6.914 m/s²
- 2. Fc = 10125 N
- 3. vmax = 21.7 m/s
- 4. vmax = 31.94 m/s
- 5. T = 93.2 N
- 6. Ttop = 70.57 N
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