質量 1.9 kg の石を、なめらかで水平な台の上で、張力 180 N で切れる糸で半径 1.4 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。
解答つき円運動ワークシート
1.やさしい
m = 1.9 kgr = 1.4 mTmax = 180 N
vmax = m/s
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 70 N で切れる糸で半径 1.8 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 = 1.8 mTmax = 70 N
vmax = m/s
3.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 0.5、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 = 0.5g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ふつう
車が半径 70 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 = 70 mμs = 0.4g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
長さ 0.6 m の軽い糸につけた質量 0.2 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 = 0.2 kgr = 0.6 mvbottom = 12 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
6.むずかしい
長さ 0.9 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 11 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 = 0.9 mvbottom = 11 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
解答
- 1. vmax = 11.52 m/s
- 2. vmax = 15.87 m/s
- 3. vmax = 25.25 m/s
- 4. vmax = 16.57 m/s
- 5. Ttop = 38.19 N
- 6. Ttop = 34.16 N
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