質量 800 kg の車が、半径 20 m の平らなカーブを一定の速さ 13 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 = 800 kgv = 13 m/sr = 20 m
ac = m/s²
2.やさしい
質量 1400 kg の車が、半径 140 m の平らなカーブを一定の速さ 27 m/s で走る。 向心加速度 ac を求めよ。
m = 1400 kgv = 27 m/sr = 140 m
ac = m/s²
3.ふつう
車が半径 115 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 = 115 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
4.ふつう
車が半径 95 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 = 95 mμs = 0.6g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
長さ 1.5 m の軽い糸につけた質量 0.5 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 = 0.5 kgr = 1.5 mvbottom = 10 m/sg = 9.81 m/s²
Ttop = N
6.むずかしい
質量 1.9 kg のボールを長さ 0.8 m の糸につけ、鉛直面内で円運動させる。最下点での速さは 3 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 = 1.9 kgr = 0.8 mv = 3 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
解答
- 1. ac = 8.45 m/s²
- 2. ac = 5.207 m/s²
- 3. vmax = 30.04 m/s
- 4. vmax = 23.65 m/s
- 5. Ttop = 8.808 N
- 6. T = 40.01 N
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