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Ⅰ 長さ1の伸びない糸の一端Pを固定し、 他端に質量mの
小さいおもりをつり下げた。 おもりの静止した位置を0と
し, 位置エネルギーの基準点とする。 このおもりを図のよ
うに 0 の真上の点O'を中心として,水平面内で等速円運
動させて円錐振り子とした。 円運動の角速度を , 糸が鉛
直方向となす角を0 高さ 00'をん,および重力の加速度
をg とする。 ただし,糸の質量および空気の抵抗は無視で
きるものとする。
用いて表せ。 また hとwの関係を右
図のグラフ上にかき込め。
h
1
(1) 地上に静止している人から見ると, おもりには重力
mg と糸の張力Sがはたらいている。 そして, これらの
合力がおもりの等速円運動のために必要な向心力となっている。 Sと向心力の大きさ
Fをm, g, 0 を用いて表せ。
(2) 円運動の角速度 および周期Tをg, 10 を用いて表せ。
(3) 高さんと円運動の角速度の関係に
ついて考えよう。 高さんをg, l, ω を
1
2
m
O
www.
P
g
2g
1/1 2/9/1
04-
3g
4g
@²