問 4 回転の周期を一定に保って実験を行った場合についての記述として最も適当な ものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 13 ① おもりの質量や糸の長さによらず, 0は一定となる。 @sino luno=ma おもりの質量を大きくすると,0は小さくなる。 ③糸の長さを短くすると,0は小さくなる。 Te ④ 一定の加速度の大きさ(<g) で下降するエレベーター内で同様の実験をす ると, 0は小さくなる。 [内の気や外

第2問 次の文章を読み、後の問い 半径の円軌道上を一定の速さで運動している質点の, 円の中心方向の加速度 の大きさを求めてみよう。 図1(a)のように,ある時刻に質点が点Pにあり、微小 時間後に点Pに移動したとする。 点P,Pにおける質点の速度ベクトルの始点 を点Pに一致させると図1(b) のようになり、速度の変化の大きさ 4v=a4t は図1 (b)の扇形のQR の長さに等しいとみなすことができる。 次に, 点が一周する間 の速度ベクトルの始点を, ある点に一致させて描くと図1(c) のようになり,質点 の速度ベクトルの先端が半径』の円を描く。 a= 9 ① (2x) r r と求められる。 w (2πv) 2 90 a r Q:wm r 図2のように、長さが40cmの糸の先端に質量が10gのおもりを取り付けて 子をつくり, おもりを水平面内で等速円運動させる実験を行った。 以下の考察では、 空気抵抗は無視してよい。 r P' P R. v adt Q ひ P 図1(a) 図1(b) 図1(c) fel T E.I d 糸 図 2 おもり さ my > mar

問4 問3の ©式を根拠にして考える。 coseはおもりの質量にはよらないが, 糸の長さl に反比例す るので, ①は誤り。 cosはおもりの質量によらないので②は誤り。 cose は l に反比例しており, lが短いほどcoseは大きくな る,すなわち 0は小さくなる。 よって③は正しい。 鉛直下向きに加速度運動するエレベーター内では,おもりに鉛 直上向きに慣性力がはたらくため、 見かけの重力加速度が g より 小さくなる。 coseは重力加速度に比例するので,gが小さく なると cosは小さくなる, すなわち0は大きくなる。 よって④ は誤り。 13 の答 ③ 問5 小物体の質量をm, 0からの距離をr, 小物体の速さをv, 小物体にはたらく静止摩擦力の大きさをf 乖古協力の