振り子について

質問

宜しくお願いします。
運動をしている振り子が最上点に達すると、運動エネルギーがゼロになり、すべて位置エネルギーに変わるのですが、この瞬間に振り子の糸を切ると、おもりはどうなるのでしょうか。
私は、最上点を頂点とした放物線をえがいて落下すると思います。（慣性があるからと思います。）
ただ、最上点にあるおもりが、切った位置の真下へ落ちるのかもしれないとも思うのです。
正解はどちらでしょうか？
宜しくお願いします。

回答No.2

ppyiam · ベストアンサー

そもそも振り子は自由落下しようとするおもりが糸の張力によって引っ張られるためにいわゆる『振子運動』をするのです。糸の張力がなくなれば自由落下をします。放物線になるか真下への落下になるかは糸を切った瞬間のおもりの速度によります（初期条件）。あなたは今初期条件として運動エネルギーが０、つまりおもりの速度は０としていますから真下に落下することになります。
逆に、振子のおもりが真下の点（位置エネルギーが０になる点）で糸が切られれば、おもりは水平方向に初速度を持つため放物運動になります。

お礼

ありがとうございました！大変参考になりました！

回答No.3

htms42

＞運動をしている振り子が最上点に達すると、運動エネルギーがゼロになり、すべて位置エネルギーに変わるのですが、

この「最上点」とはどういう位置のことでしょうか。

（１）「振り子」と言っていますから糸の先に取り付けられた物体は円弧に沿って往復運動をしています。
　その時の折り返し点が最上点になります。折り返し点では瞬間速度が０になります。
　折り返した後の運動は速度０から始まる運動ですが糸に繋がっているという制約から円弧に沿った運動になります。糸がなければ何の制約もありませんから自由落下です。「最上点を頂点とする放物運動になる」と考えるのは最上点では運動エネルギー＝０であると書いていることと矛盾します。

（２）もしかしたら鉛直面内を円を描きながらぐるぐる回っている振り子を考えているのかなと思いました。　その場合、最上点では運動エネルギー＝０ではありません。円を描いている限り、０にはなりません。　最上点で糸を切ると水平に物体を投げた時の放物運動になります。

回答No.1

sailor

運動エネルギーが０であるということは、台の上においてる錘を落とすのと何の変りもありませんから、その位置から真下に重力加速度に従った加速度で落ちます。