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等速円運動の問題です(高校)
robo3の回答
丁寧に書いてみます.そんなの当たり前だよ!ってところは読み飛ばしてください. 円運動の向心力はFsinθ[N]である >>張力がFですよね.張力というのは,円運動する物体が糸に引っ張られる力です. ところで,向心力というのは,円の中心に向かう力です. (この力によって,物体は円運動をするのです.) つまり,張力Fのうち,水平な成分は絶えず円運動の中心を向いているので,これは向心力になり.その大きさはFsinθ[N]である. (補足)----------------------- 逆に,張力の地面に垂直な成分は,重力とつり合っていると思います.その大きさは,Fcosθ[N]だから, Fcosθ = mg になるはずです. (補足終わり)----------------- 向心力をK,円運動の半径をrとすると, K = mrω^2 = mv^2/r ---(1) (^2は二乗を表す.) また,円運動の周期をT,角運動量をωとすると, T = 2π/ω ---(2) ということを物理を学んだ人は知っています. 式(1)(2)をはじめて見た,ここがわからないというのがあれば,さらに説明します. 話を戻すと, この問いでは向心力はFsinθであるから,式(1)より, Fsinθ = mrω^2 であり,これに, 式(2)の ω = 2π/T r = lsinθ の二つを代入すると Fsinθ=mlsinθ×(2π/T)^2 となります. 両辺sinθで割って, F=ml×(2π/T)^2 わからないところがあったらまた聞いてください.
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お礼
こんなにご丁寧にありがとうございます!! おかげで分からなかったところを理解する事が出来ました☆