質量 1000 kg の車が、半径 160 m の平らなカーブを一定の速さ 17 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 = 1000 kgv = 17 m/sr = 160 m
Fc = N
2.やさしい
質量 1400 kg の車が、半径 180 m の平らなカーブを一定の速さ 14 m/s で走る。 必要な中心向きの力(向心力)Fc を求めよ。
m = 1400 kgv = 14 m/sr = 180 m
Fc = N
3.ふつう
長さ 1.1 m の糸につけた小球が、糸が鉛直と一定の角度 15° 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 = 1.1 mθ = 15°g = 9.81 m/s²
T = s
4.ふつう
車が半径 125 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 = 125 mμs = 0.5g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
半径 300 m のカーブに 25° のバンクがついており、タイヤと路面の間の静止摩擦係数は 0.25 である。g = 9.81 m/s² とする。 自動車がバンクを下にすべり落ちずにカーブを通過できる最低の速さ vmin を求めよ。
r = 300 mθ = 25°μs = 0.25g = 9.81 m/s²
vmin = m/s
6.むずかしい
ボールを長さ 0.7 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 = 0.7 mg = 9.81 m/s²
vmin = m/s
解答
- 1. Fc = 1806 N
- 2. Fc = 1524 N
- 3. T = 2.068 s
- 4. vmax = 24.76 m/s
- 5. vmin = 23.88 m/s
- 6. vmin = 2.62 m/s
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