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学
OOOOO 38
水平面内において一定の角速度で
回転している円板がある。 円板上には,
半径方向にみぞが掘られており、その中
にばね定数k,自然長のばねが置かれ
ている。 ばねの一端は中心O に固定され,
他端には質量 Mの小球Pがつけられてい
る。Pはみぞの中を滑らかに動け, 0 か
3
omme
P
真上から見た図
らPまでの距離rを用いておもりの位置を表す。いま, 円板上で静止
ている観測者Aには,Pがr=ro の点に静止して見えた。
yo を1k, M, ω を用いて表せ。
2)こうなるために必要な角速度 ω に対する条件を表せ。
次に,Pをみぞに沿って外側に動かし, 点0からの距離の点で静
かにを放したところ, P はみぞの中で運動を始めた。
(3)Pが位置にあるときAが見る加速度をαとすると. Aが書くべ
運動方程式はどのようになるか。 みぞ方向外向きを正とする。
8本の
全の位置を、その代わりにから測ってxYを用いて表
の位置をrの代わりにro から測って x=r-ro を用いて表
すと,運動方程式の右辺の力はLx の形になる。 Lをk, M, ω を
用いて表せ。
Pを放してからばねの長さが最小となるまでの時間, ばねの長さ
の最小値,およびAが見るPの最大の速さをk, M, w, Yo, ni のう
ち必要なものを用いて表せ。
(北海道大)
A