- 締切済み
物理の質問です
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
みんなの回答
考え方が逆ではないでしょうか。 「円錐の先が上になるように置いたなめらかな円錐面上の側面を小球が転がるとき、垂直抗力が0になると小球が面から離れるようになる」のではなく、「円錐の先が上になるように置いたなめらかな円錐面上の側面を小球が転がるとき、小球が面から離れると垂直抗力が0になる」のです。 つまり、小球と円錐面が接触しなくなるのであるから、当然垂直抗力が0になります。 垂直抗力は、小球と円錐面が接触することによって生じるものです。
関連するQ&A
- 高校物理の問題なのですが
ひとつわかりにくところがあって答えと解説がないものですからそこをお答えしてもらえるとありがたいです。問題と図はのせますのでよろしくおねがいします。穴埋め型です。 自分でやって（１）はできたのですが（２）が自分の答えであやしいので聞いてみた次第です。 図のように頂角2θを持つ円すいが頂点を下に軸を鉛直方向に向けて固定されている。この円すいの内面にそって質量ｍの小球を速さｖで水平方向に打ち出したところ、小球が水平面内で等速円運動をした。円すいの軸から小球までの距離をｒ重力加速度をｇとする。 また、小球と円すい内面との摩擦、空気抵抗は無視できるとする。 （１）観測者が静止した状態とする。 i ) 円すい内面に対し垂直方向に大きさNで働く垂直抗力がある。この時N（(1)）となる。 ii)円運動により半径ｒはv,g,θを用いて（(2)）でありこの時の周期は（(3)）となる。 （２）同じ状態化で小球と一緒に回転している観測者から見るとする。（(5)は語句で埋めよ） 小球に働く力は３つありこの内、円すいの軸から遠ざかる向きに慣性力として（(4)）の大きさではたらく（(5)）がある。この場合円すいの斜面に沿う方向の力のつり合いより等式（(6)）が成立する。 この時半径ｒは（2）と同じ値になることがわかる。
- 締切済み
- 物理学
- 物理IIの等速円運動の力のつりあいについて
文章だけですみません。 半頂角θの滑らかな円錐を逆さにし、 その内面上を質量mの小球が高さhの水平面内で等速円運動をしている。 小球が円すい面から受ける力Nを求めよ。 という問題で、なぜmgを垂直抗力Nと反対方向に分解した、mgsinθとNがイコールの N = mg sinθ にならないのか疑問に思い、調べてみたところ、遠心力を考えるというようなことが書かれていましたが、 慣性系から見ると(地上から見ると)、小球には遠心力は働いていませんよね？ 小球には mg と N しか働かず、その結果 N と mg の合力である向心力が働く ということになると思うのですが、何が違うのでしょうか？ 分かりづらい文章で申し訳ないですが、どうか教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 等速円運動の円錐面上での向心力がわかりません
物理のエッセンスには、滑らかな円錐面上での円運動で、 重力mgと垂直抗力Nの合力が向心力として働く、と書いてあります。 http://i.imgur.com/C9Txx8U.png しかし、垂直抗力が、重力の分力の円錐面を押す力の反作用だとすると、 重力と垂直抗力の合力は、斜面に沿った力のみとなってしまいます。 遠心力が働いているのかとも考えましたが、円運動をしているのなら、 見かけ上の力である遠心力は掛からないとおもうのですが・・・ これより、重力以外に、球が円錐面を押す力があるはずですが、それが何なのかわかりません。 それとも、自分の考え方が間違っているのでしょうか。 垂直抗力は、何の力についての抗力なんですか？ 重力と垂直抗力だけなのなら、なぜ合力は斜面に沿った力とならないのですか？ 回答よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 垂直抗力＝０のときって？
物理の問題を解いてみたら解けなくて解答を見たら「小球が斜面上を運動する条件は、垂直抗力≧０」とありました。私は垂直抗力＝０ならば斜面から離れると思っていたので、垂直抗力＞０として解いていたため解けなかったようです。私は垂直抗力＝０のときって斜面上って言えるのですか？そして垂直抗力が０で面に触れている状態の例を教えていただけませんか？よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 物理 三角台の問題について
小球を、滑らかな水平面に固定されずに静止している滑らかな三角台の上に静かにのせて、小球がその上を滑り降りる問題について質問させてください。 問題集の解答では、小球が滑り始めるところの高さをh、滑り終えるところの高さを0、として 力学的エネルギー保存則より、 (小球の運動エネルギー) + (三角台の運動エネルギー) = (小球の位置エネルギーmgh) としていますが、 小球についてだけ、三角台についてだけ、の力学的エネルギー保存則の式は成り立たないのでしょうか？ つまり、(小球の運動エネルギー) = (小球の位置エネルギーmgh) といった式はなぜ成り立たないのでしょうか？ こう考えた理由ですが、小球には重力と三角台からの垂直抗力のみしか働かず、 非保存力は一切仕事をしていない、と考えたからなんですが、これは間違いでしょうか？ 分かりづらい文章ですが、どなたかご解説をお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 物理の問題です。お願いします。
問題 図のように水平な床の上に高さгの水平な上面を持つ台と中心軸が点Ｏを通る半径гの1/4円筒面が滑らかに接続して固定されている。台の水平面と円筒面はとても滑らかである。この台の水平面上にある質量Ｍの小球Aに大きさVの初速度を与え、1/4円筒面の上端に静止している。質量ｍの質量ｍの小球Ｂに衝突させたところ、衝突直後の小球Bの速さはνになった。重力加速度の大きさはgとし、A,Bは図に示す鉛直な面内を運動するものとする。 問１ 衝突前のAの運動量の大きさは、いくらか。 問2 衝突直後のAの速度はいくらか。衝突前のAの速度も向きを正とし、m,M,V,νを用いて表せ。 問3 A,Bの衝突が弾性衝突であるとすると、衝突後にAが衝突前と逆向きに進むためには、m、Mの間にどうような条件式が成り立つ必要があるか。 その後小球Bは滑らかな円筒面に沿って運動し、円筒面上の点Pを速さνｐで通過した。この時のOPが鉛直線となす角θであった。 問４ 力学的エネルギー保存の法則によりこの時のBの速さνpをνg,r,θ、を用いて表せ。 問5 この時にB□ が円筒面から受ける垂直抗力の大きさをNとして、Bの円運動の中心Oに向かう方向の運動方程式を次の式中の(1)、(2)を埋めて、完成せよ。 ただし、(1)はνp、гを(2)は、N,m,θ、gを用いて答えなさい。 m×(1)＝(2) その後小球B円筒面上の点Qで円筒面から離れた。この時OQが鉛直線となす角はθであった。 問６ cosθ°をν、g、гを用いて表せ。
- ベストアンサー
- 物理学
- 円運動です。棒の頂点に糸の端を結び、もう一端に小球を取り付けて回転させる問題です
なめらかな水平面上の点Eに長さHの棒を垂直に立て、 その棒の頂点に長さLの糸の端を結び、 もう一端に小球（質量ｍ）を取り付けて回転させる。 （１）小球が鉛直棒のまわりを、一定の角速度ωで回転しているときの 糸の張力T？、 および小球が水平面からうける垂直抗力N？ （２）角速度をゆっくり増加させると、 小球は水平面上から浮き上がろうとした。 このときの角速度？ という問題です。 図がなくてわかりにくくてすみません。 （１）で、 私は、初め 垂直抗力はｍｇで、Eへの向心力はｍｒω^2だから それをあわせればTがでる? と思ったのですが、 やっぱり何かが違うと思って混乱している状況です。 お願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 物理の問題でわからないところがあります
物理の慣性力に関する問題なのですが、まずは問題の設定を簡単に説明します 質量Mの物体(平面上で考えるので、正方形だと思ってください)の右上の角のところに滑車が取り付けられていて、この物体の上の質量m1の小物体1と、質量Mの物体の側面に質量m2の小物体2が滑車を通して糸で繋がれています。いま、質量Mの物体が左向きに加速度aで動き始めました。 こんな感じなんですが、慣性系から観察したら横にぶら下がってる小物体にはm2×aの慣性力が右向きに働いていますよね？ それは分かるのですが、問題は垂直抗力です。本当の問題文には「小物体2は物体に接した状態で、滑らかに上下運動するが、離れることはない」と書かれていました。 で、解いていって、間違えたので解説を読んだら、物体の側面からの垂直抗力Nと慣性力が N+m2×a=0 と立式されていました。 解説図には垂直抗力は慣性力と同じく右向きの矢印で表されていました。 意味がわかりません。このまま考えると、垂直抗力は負になってしまいませんか？ 負にならないとしたら慣性力+垂直抗力の力を同じ方向に受けて側面から離れてしまいそうだし、第一上の立式の意味もさっぱりわかりません。 こんな説明では意味が分からないのはこっちだ！(笑)と思われてしまうかもしれませんが、どなたか説明してください。 質問に理解ができないところがありましたら教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
