[解説]
102
第1章
力学
55 回転円板上の小物体のテーマ -
等速円運動に必要な力 ( 向心力)
静止摩擦力のはたらく向き
(1) 小物体にはたらく摩擦力は,等速円運
動の向心力なので、大きさはmrω'で,
向きは円の中心向きである。・・・答
小物体が等速円運動するためには、
小物体に対して、常に中心に向くカ
をおよぼす必要がある。
この力が向
心力であり、本問の場合, 静止摩擦
(2)小物体が円板上を滑らないためには
静止摩擦力≦最大静止摩擦力
→限界の
力がこの力に相当する。
(向心力)
が成り立っていればよい。 したがって
mr w²≤μmg
ここで,ω=(一定) での範囲を聞か
れているので
rs-
mg
2
答
向心力
|速度
Itnic
W
(3)(2)と同様に考えて
mr w² ≤μ mg
ここで,(3)ではr= (一定) でωの範
囲を聞かれているので
仮に, 小物体に向心力がはたらいてい
ないとすると, 小物体は速度の向きに
進んでしまい、等速円運動できなくな
るよ。
μg
w
r
物体を円
まさかだけ
させるのに不
小物体が滑らないということは,小物体には
たらく静止摩擦力が最大静止摩擦力μNに
至っていないということだね。
56 円すい振り子のテーマ
→
速度にがり出す
•
向心力を用いた運動方程式による解法
遠心力を用いた力のつり合いによる解法
糸の張力の大きさをS, おもりの速さ
を”とする。