次のようなクイズが新聞にのっていました。
長さ約60cmのタコ糸の一端に20gくらいのおもりを、他端に小さなダブルクリップを結びつけます。おもり側を片手で支えた丸い棒にひっかけ、他方の手でダブルクリップを持ち水平に糸をのばします。
ダブルクリップを離すと、クリップはおもりに引っ張られ、棒のほうに行きますが、おもりと一緒に、棒の反対側に落ちるのではなく、糸が棒にくるくる巻き付いて、おもりの落下を止めます。
このようになる理由は、次の通りだと書かれています。
手から離れたクリップは、おもりに引かれると同時に振り子運動を始める。おもりの落下につれて、その振り子の糸はどんどん短くなる。
糸が短くなれば、振り子の振れ方は速くなり、最後は円運動に変わる。
そのため糸は棒に何回も巻きつき、おもりの落下を途中でとめる。
振り子の周期がどんどん短くなるとなぜ円運動になるのか理解できません。
どなたか説明していただけないでしょうか。
よろしくお願いいたします。
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
重力の中で円運動ができるための条件は,円の頂点での向心力が重力に等しい回転状態になったときです。
この条件は半径が小さくなればなるほど,速度が遅くても成り立ちますから,クリップが紐に引かれて回転半径が小さくなると,クリップの持っている速度がこの条件を満たすようになりそのときは,振り子のように戻ることなく円運動をはじめます。
ざっくり言葉で書くとこうなりますが,ちゃんと式で現象を追いかけるといろいろ面白いと思いますよ。
たとえば,おもりとクリップの重さがどのくらい違うとこのようにまきつくかとか・・・
chiezo様
さっそくのご回答感謝いたします。
>おもりとクリップの重さがどのくらい違うとこのようにまきつくかとか
確かにやってみたところ、おもりがあまり重くてもうまく巻きつきません。おもりとクリップの重さの差が問題だったのですね。
なぜ振りこの運動が円運動になるのかご説明でなんとなく分ったような気がしました。
ありがとうございました。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 力学の問題です。水平なレールの上の台車に立てられ枠に質量mのおもりを長さLの糸で吊り下げた単振り子が 1 2022/12/23 20:15
- 物理学 振り子運動について 2 2023/01/08 16:34
- 物理学 画像のような感じで固定された状態の円柱に糸(質量は無視)をN回巻き付ける。 この糸の一端におもりPを 3 2023/02/19 13:05
- 物理学 物理学、剛体力学でわからないところがあります。 質量m長さlの細い剛体棒、一端をOを通るなめらかな水 5 2023/02/14 10:31
- DIY・エクステリア 洗浄便座取り付けにあたって 6 2022/06/07 13:57
- その他(悩み相談・人生相談) 棒を見つけるとつい拾いたくなる衝動ってなんですかね? 子どもの頃からいい棒を見つけると拾って振り回し 3 2022/11/03 11:29
- 物理学 歌口と楕円形の太鼓 1 2023/05/15 23:21
- 物理学 とある問題の解説に ばね定数と自然長の等しい2つのばねに,それぞれ質量が大きい物体と小さい物体をとり 4 2022/12/21 13:46
- クラフト・工作 ニットの裾ゴム編みスリット・片袋編み(ハーフミラノリブ?)を手編みでできないでしょうか 1 2023/02/12 02:54
- 学校 高校の進学についてです。 4 2022/05/21 04:19
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
物理 振り子の問題 理科。 写真...
-
電池式振り子時計について
-
振り子の長さと周期の関係のグ...
-
振り子時計の振り子はなぜ止ま...
-
物理のエッセンスの発展問題で...
-
振り子
-
力学的エネルギーの保存・弾性...
-
中学受験の問題です。解き方を...
-
ガリレオの振り子が止まる理由
-
振り子で、放す角度によって、...
-
ふりこ 糸の長さ 一往復の時間
-
三ヶ月半の乳児連れで特急しお...
-
「二重振り子」の解析のおいて...
-
ラグランジュの運動方程式の問...
-
止まらないふりこ
-
ボルダの振り子を用いた重力加...
-
スマホ振り子ってdヘルスケア、...
-
振り子時計について
-
スマホ振り子(横揺れ式)につい...
-
円錐振り子について
おすすめ情報