質量 1100 kg の車が、半径 160 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。
解答つき円運動ワークシート
1.やさしい
m = 1100 kgv = 20 m/sr = 160 m
ac = m/s²
2.やさしい
質量 0.5 kg の石を、なめらかで水平な台の上で、張力 120 N で切れる糸で半径 1.7 m の水平な円を描くように回す。石がもてる最高の速さ vmax を求めよ。
m = 0.5 kgr = 1.7 mTmax = 120 N
vmax = m/s
3.ふつう
質量 1400 kg の自動車が、道路の盛り上がりの頂上を 11 m/s で通過する。盛り上がりの頂上は半径 20 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 = 1400 kgv = 11 m/sr = 20 mg = 9.81 m/s²
N = N
4.ふつう
長さ 1.9 m の糸につけた小球が、糸が鉛直と一定の角度 40° 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。 1 回転にかかる時間 T を求めよ。
L = 1.9 mθ = 40°g = 9.81 m/s²
T = 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
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。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 = 0.9 mg = 9.81 m/s²
vmin = m/s
解答
- 1. ac = 2.5 m/s²
- 2. vmax = 20.2 m/s
- 3. N = 5264 N
- 4. T = 2.42 s
- 5. vmin = 2.801 m/s
- 6. vmin = 2.971 m/s
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