質量 1400 kg の車が、半径 20 m の平らなカーブを一定の速さ 11 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 = 11 m/sr = 20 m
Fc = N
2.やさしい
質量 1500 kg の車が、半径 130 m の平らなカーブを一定の速さ 11 m/s で走る。 必要な中心向きの力(向心力)Fc を求めよ。
m = 1500 kgv = 11 m/sr = 130 m
Fc = N
3.ふつう
質量 1200 kg の自動車が、道路の盛り上がりの頂上を 14 m/s で通過する。盛り上がりの頂上は半径 115 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 = 1200 kgv = 14 m/sr = 115 mg = 9.81 m/s²
N = N
4.ふつう
車が半径 20 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 = 20 mμs = 0.8g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
5.むずかしい
質量 0.2 kg のボールを長さ 0.9 m の糸につけ、鉛直面内で円運動させる。最下点での速さは 6.5 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 = 0.2 kgr = 0.9 mv = 6.5 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
質量 1.6 kg のボールを長さ 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 4 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 = 1.6 kgr = 1 mv = 4 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
解答
- 1. Fc = 8470 N
- 2. Fc = 1396 N
- 3. N = 9727 N
- 4. vmax = 12.53 m/s
- 5. T = 11.35 N
- 6. T = 41.3 N
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