無題
無題
佐智 さんの書込 (2006/05/20(Sat) 13:38)
こんにちは．高専生の佐智といいます． 今応用物理を習っているのですが，分からない問題があるので質問させてください．
半径Rの円柱が水平面内に横たえてある． 質量ｍの物体を円柱の一番高い所においたところ，側面にそって動き出し， θ=θ0のときに円柱の表面から離れた． 摩擦がないとして次の問に答えよ．
・物体が円運動していることを利用して，物体が円柱の表面からうける垂直抗力Ｎ(θ)を求めよ． ・物体が円柱表面から離れるときの角度θ0を求めよ．
よろしくお願いします．
Re: 無題
篠原 さんのレス (2006/05/20(Sat) 15:44)
以下の掲示板においても全く同じ質問をされていますね．
マルチポストは利用規約にて禁じられています． 気をつけてください．
また，問題がわからないとの事ですが，この問題のどこがわからないのですか？ 出来たところまでを明記した上で，どこがどのように分からないのかをはっきりさせてください．
また，良い質問のしかたが参考になると思います．
がんばってください．
Re: 無題
佐智 さんのレス (2006/05/20(Sat) 17:40)
ごめんなさい． テスト勉強に必要で，なるべく早く理解したかったので違う掲示板でも質問してしまいました． あちらの方は削除します．
この問題は，円運動を利用する・・という点がよく分かりません． θすすんだときの速度は求められるのですが利用しますか？ 円運動の何の公式を使うのかを教えていただけると嬉しいです．
Re: 無題
篠原 さんのレス (2006/05/20(Sat) 21:12)
こんにちは．
物体が円柱の表面上を運動している間は，この物体の奇跡は円弧になりますよね？ このため，物体が円柱状を運動している間は円運動で使っていた式を一部そのまま使えることになります．
まず，垂直効力N(θ)を求めましょう． いろいろ試行錯誤してみてください！
> θすすんだときの速度は求められるのですが利用しますか？
いい線行ってますよ！ ;)
Re: 無題
佐智 さんのレス (2006/05/20(Sat) 21:59)
お返事ありがとうございます．
垂直抗力を求める為に円運動を利用するのですよね？ えっと・・この運動は等速円運動ではないですよね． 等速円運動なら向心力を利用してmv^2/rで解くのかと思ったんですけど・・ 他に垂直抗力を求める式が思いつかないんです(>_<) できればもう少しアドバイスお願いします．
ちなみに速度v=√(2gR(1-cosθ))になったのですが，ここまではOKでしょうか．
Re: 無題
篠原 さんのレス (2006/05/21(Sun) 00:23)
> えっと・・この運動は等速円運動ではないですよね． > 等速円運動なら向心力を利用してmv^2/rで解くのかと思ったんですけど・・
そうですね． 等速円運動ではないですね． でも，向心力じゃなくて，遠心力ならどうでしょうか？
速度の式ですが，あっているような気はしますが，検算していないので保証は出来ません．
ところで，もう図は描きましたか？ 図を描いて考えると分かりやすいかもしれませんね． 物体にかかっている力とか，速度とか・・・． ちゃんと図を描けたら，答えはそれほど遠くないと思いますよ！ がんばってください :)
Re: 無題
佐智 さんのレス (2006/05/21(Sun) 09:04)
アドバイスありがとうございます．
また質問してしまって申し訳ないのですが・・; 遠心力は等速円運動をしている物体にはたらく慣性力で，大きさは向心力と同じですよね？ それなら，垂直抗力は遠心力にマイナスをつけたもので，-mv^2/Rとなるのですが・・ これでは答えがでないんです(>_<)
図は一応描いたのですが速度を求める以外何もできなくて； よければもう一度アドバイスいただけると嬉しいです．
何度もごめんなさい．
Re: 無題
篠原 さんのレス (2006/05/21(Sun) 11:11)
謝る必要はありませんよ :) ただし，私は答えはなるべく書きません． 最後まで出来るだけ自力でたどり着いてください．
何か，大事な力を忘れていませんか？ この物体に働いている力は，遠心力と垂直抗力だけですか？
物体が円柱表面を運動している間，当然物体は加速しているため，かかる力の合計はゼロではありませんよね． でも，円柱の接線方向と法線方向の力の成分を考えてみると・・・？ それぞれの力が，どんな方向にかかっていて，それを成分で分けたときにどんな式が成り立つかを考えてみてください．
Re: 無題
佐智 さんのレス (2006/05/21(Sun) 11:55)
そっか！重力ですよね． 図示してあったのに考えてませんでした． そしたら，遠心力は垂直抗力から重力分を引いた値ということでしょうか． 重力分はmgcosθですか？
Re: 無題
篠原 さんのレス (2006/05/21(Sun) 12:08)
そろそろ答えが見えてきたのではないですか？ あと一息，がんばって下さい！ :)
