216. 回転するリング■ 半径aの円形状につくられた針 金が,鉛直面内に立てられており, 針金は,中心を通る 鉛直軸のまわりに回転することができる。 また, 針金に は,質量mのリングRが通してあり, リングRは,針金 に沿って自由に運動することができる。 重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。姉の 駄十 まず,針金とリングRとの間に摩擦がない場合を考え方によ る。 図のように, 針金を鉛直軸のまわりに一定の角速度 で回転させたところ, リングRは, R と針金の中心Oを 結ぶ直線と鉛直軸が角度0をなす位置で, 針金に対して 静止した。 (1) リングRが受ける重力の, 針金の接線方向の成分の大きさはいくらか。 (2) 針金が鉛直軸のまわりに回転する角速度はいくらか。 0 coso 速度の最大値はいくらか。 ただし,μ<- sin 0 針金 - 125 / リング R (3) リングRが針金から受ける垂直抗力の大きさはいくらか。 次に,針金とリングRとの間に摩擦がある場合を考える。 針金を一定の角速度で回転 させたところ, リングRは,Rと針金の中心Oを結ぶ直線と鉛直軸が角度をなす位置 で, 針金に対して静止した。 針金とリングRとの間の静止摩擦係数を｣とする。(c) (4) リングRを針金に対して静止させるための, 針金が鉛直軸のまわりに回転する角 とする。 Savu