質量 1400 kg の車が、半径 60 m の平らなカーブを一定の速さ 22 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 = 1400 kgv = 22 m/sr = 60 m
Fc = N
2.やさしい
質量 600 kg の車が、半径 70 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 = 600 kgv = 28 m/sr = 70 m
Fc = N
3.ふつう
車が半径 80 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 0.4、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 = 80 mμs = 0.4g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ふつう
車が半径 55 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 = 55 mμs = 0.6g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
質量 0.7 kg のボールを長さ 1.1 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 9 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 = 0.7 kgr = 1.1 mv = 9 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
長さ 1.4 m の軽い糸につけた質量 0.4 kg の球を鉛直な円を描くように回す。最下点での速さは 12 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 = 0.4 kgr = 1.4 mvbottom = 12 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
解答
- 1. Fc = 11293 N
- 2. Fc = 6720 N
- 3. vmax = 17.72 m/s
- 4. vmax = 17.99 m/s
- 5. T = 58.41 N
- 6. Ttop = 21.52 N
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