物理が苦手な人必見!東工大生による基本の物理

プロ講師堀内が、高校物理を1から解説

第24回 解説

 

いつも通り前回の問題の解答をやっていきます!!

今回は簡単すぎでしたね^^

 

問:次のように小球が等速円運動しているとき、その周期と角速度を求めよ。

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速度vは第22回で求めているので、今回は割愛します。求め方を見たい場合は第22回第22回 解説 - 物理が苦手な人必見!東工大生による基本の物理を確認してください。

vが分かれば、後は半径がlsinθであることだけは注意していれば問題ないでしょう!!

 

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なので

前回の式に当てはめて、求める周期Tと角速度ωは、

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となります。

 

いかがでしたか?

次は力学的エネルギーと絡めた問題をやってみましょう!!

 

 

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第24回 「練習問題(周期と角速度)」

今回は非常にシンプルです^^

第22回で出題した問題の周期と角速度を求めてみましょう!!

 

問:次のように小球が等速円運動しているとき、その周期と角速度を求めよ。

 

 

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もし、速度を求めるのがめんどくさい方は、第22回の答え

第22回 解説 - 物理が苦手な人必見!東工大生による基本の物理

を使ってください^^

もちろん最初からしっかりと解くのがベストではあります!!

 

 

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第23回 「円運動(周期と角速度)」

 

 

 

今回は円運動でよく出てくる、周期と角速度について触れておきましょう!!

まず、そもそも周期と角速度って響きがもう受け付けない、という学生さんもいるかもしれませんが、たいしたことはありません。

 

ぶっちゃけ

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こんだけです^^

言われれば簡単ですよね!

 

ではそれぞれにどんな関係があるのかもう少し具体的にいきましょう。

半径rの等速円運動を考えてみましょう。

 

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このとき、等速円運動なので、速度は常にvです。つまり一周にかかる時間は一周の距離を速度で割れば出ますね^^

また、角速度は一秒間にどれだけ回るかなので、角速度に半径をかけたら速度(一秒間に進む弧の長さ)になりますね^^

 

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そして、これを前回やった運動方程式に代入すると、円運動の運動方程式はこのようにも書けます。

 

 

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これは状況に応じて使い分けてくださいね^^

 

次回は周期と角速度の軽い練習問題をやりましょう^^

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第22回 解説

 

前回の問題の解答をやっていきます!!

まず、第21回目でもやりましたが、まず大事なのは、向心力方向に力を分解し、運動方程式を立てることです!!

ここで、円運動の中心の位置に気をつけて下さいね^^

ココですよ!!

 

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このミスは本当に多いので気をつけて下さいね^^

では、いつも通り力を分解していきましょう。ここで張力はTと置いておきましょう!

 

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ここで、半径がlsinθであることに注意してくださいね!!(ここでlとするミスも非常に多いです)

 

さて、ここで運動方程式を立てたいところなんですが、先ほどTを文字で置いているので、未知数がTとvの二つであり、式が一本足りないことに気づければ物理の上達も目の前です!!

今回は糸がたゆまないので、鉛直方向の力はつり合っているはずですね^^

なので、鉛直方向の力の釣り合いの式が二本目です。

では、改めて円運動の運動方程式と鉛直方向の力の釣り合いの式を立てると、

 

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これを解いて、

 

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となります。

いかがでしたか?

次回からは円運動の運動方程式の別の表記をやってみましょう!!

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第22回  「円運動(練習問題)」

 

前回に続いて円運動の定番問題の練習をやっていきたいと思います。

ではさっそく問題にいきましょう!^^

 

問:下図のように、長さlの糸で質量mの小球を吊るし、θの傾きで等速円運動をさせ    

  た。このとき等速円運動の速度vを求めよ。ただし、重力加速度をgとし、糸はたゆ

  まないものとする。

 

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少し戸惑うかもしれませんが、今までの基礎を思い出しながら頑張ってみましょう!

 

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第21回解説 「円運動1」

 

前回の問題の解答をやっていきます!!

この流れも本当に久しぶりですね^^;

 

問:次の図のように小球が円運動している物体の速度vを求めよ。(ただし糸の張力はTとする)

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円運動の運動方程式にも書いてあるように、円運動で大事なのは向心力ですので、まずは物体に働く重力を向心力成分とそれに直交する成分に分けます。

 

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これで、円運動の運動方程式が立てられますね!!

運動方程式

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となります。ここで大事なのは

運動方程式は向心力の方向

・中心に向かって正の向きを取る

ということです!!これを解いて

となります。

 

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どうでしたか?

まだ慣れないと思うので、次回も円運動の問題演習をやってみましょう!!

 

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第21回 円運動の基本

 

本当にお久しぶりです!一年近く空いてしまって申し訳ありません^^;

いろいろとばたついていまして、毎日投稿できるかは分からないですが、少しでもテスト対策などで役に立つ方がいる限り頑張って更新していけたらと思いますので、どうぞよろしくお願いします^^

 

気を取り直して、今回からは円運動をやっていきたいと思います!

円運動は力学の中でも一つの大きな単元になりますので、頑張っていきましょう!!

 

円運動ってどんな運動?となる方はいないと思いますが、円運動において一番大事なことは、常に中心方向に力が働いているときに円運動は起こる!!ということです。逆に言えば、中心方向に力が働いていないときは円運動は起こらないということです。

また、その中心方向の力を向心力と言います。中かうだから向心力、分かりやすいですね^^

 もちろん円運動といっても力学ですから、大事なのは運動方程式になるわけですが、円運動の運動方程式はちょっと見慣れた形とは違うので、しっかりと覚えてしまいましょう!!

 

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今までの加速度aに当たる部分がv2/rに相当しているのですが、今回は初心者の方に向けてのブログなのでその説明は割愛します。いつか上級者の方用のブログを書けた時に、ですね(いつか……www)

 

まず、とりあえず問題を解いて慣れてみましょう!

 

問:次の図のように小球が円運動している物体の速度vを求めよ。

 

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ちょっといきなりは難しいかもしれないですが、頑張っていきましょう!!

 

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