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高校物理の問題で以下の問題がわかりません><

図のように自然長lのバネの先に質量mのおもりをつけ、高さlの点を支店として回転させる。 ばねと回転軸のなす角度はθで、おもりはなめらかな床面と接しながら回転しているとする。 重力加速度をg、ばね定数をkとして (1)ばねがおもりを引く力 (2)おもりの回転の角速度 (3)おもりが床から浮くときの角速度 の3つがわかりません、わかる方お教えください。

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  • 回答No.2

そこまではあっています。そのあとは、 遠心力に使う半径rは床に書いてある円の半径。 これは、バネ、円の半径、lと書いてある高さ、が直角三角形なので、 このrはl(エル)とθで書き直せます。 また、同じ直角三角形を使ってバネの長さLもlとθで書くことができます。 すると、バネの伸びはL-lなので、バネの力の大きさfはf=k(L-l)です。 以上を代入すれば、(1)(2)は解けます。 (3)はさらに垂直抗力は負になれない事を考えれば解けます。

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質問者からの補足

ばねの力をf、垂直抗力をn、遠心力をmrω^2で考えて n + fcosθ = mg mrω^2 = fsinθ の二式が立ちますがこれが解けません。 そもそもこの式が合ってるのかさえ分かりません。 お教えください。

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