No.1ベストアンサー
- 回答日時:
こんにちは。
それではヒントをお教えしますね。
運動方程式を立てるときに、糸の張力Tも考慮してくださいね。
糸がたるまないとして運動方程式を立てます。
そうすると、糸の張力Tは、物体から振り子の支点に向かう方向に糸に沿って働きますよね。これがないと、物体はまっすぐ落下してしまうことになります。
運動方程式を解けば、Tの値も求まるわけですが、糸がたるまないときに、そのTが正の値になります。
Tが負の値になったとしたら、糸の張力が負になることは当然有り得ませんから、糸がたるまないとした仮定が成り立っていない状況です。
つまり、糸がたるまない条件は、数式で書くとT>0の条件です。
これに運動方程式を解いて求まったTの式を代入して考えればよいです。
No.4
- 回答日時:
#3の解答は(1)(2)の両方とも間違っています。
#1に書かれているT>0という条件が全く考慮されていません。
再考をお願いします。
質問されている方は高校生だと思います。
高校物理の解き方でお願いします。
No.3
- 回答日時:
半径Lの円周に沿って鉛直方向から角度θの位置に質点がいるとします。
接線方向の運動方程式はmLθ"=-mgsinθとなります。両辺にLθ'をかけて積分すると(1/2)m(Lθ')^2=mgLcosθ+C。θ=0で速度v0(v=Lθ')はLω0とすると結局(1/2)m(Lθ')^2=(1/2)m(Lω0)^2-mgL(1-cosθ)。これを整理すると(Lθ')^2=(Lω0)^2-(2gL)(1-cosθ)=(Lω0)^2-(4gL)sin^2(θ/2)=4gL(v0^2/4gL-sin^2(θ/2))θ=πで最高点に達します。このとき上式の右辺が正であれば回転し続けることになります。その条件はv0^2/4gL-sin^2(π/2)>0よりv0>2√gL。また,|sin^2(θ/2)|≦1であるから,v0^2<4gLならsin^2(θ/2)=v0^2/4gL
を満たすθのところで質点の速度が0となり,これを折り返し点として振動することになります。
No.2
- 回答日時:
私もヒントを
多分場面が飲み込めていないと思います。
振り子の問題ですが単振り子というイメージからは外れています。
糸の先におもりをつけて振り回して下さい。やってみるとわかります。
(1)振動するためには戻ってこないといけません。戻るときには一旦速度がゼロになります。ゼロになる位置によって糸がたるんだりたるまなかったりします。その境目は何処でしょうか。
(2)勢いよく回転させると円運動になります。円の最高点でたるまないという条件になりますね。円運動ですから向心力の考え方が必要ですよ。
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 2物体の単振動 1 2023/08/17 20:27
- 物理学 台と小物体合わせた全体の水平方向の運動方程式 とは? 8 2022/09/02 06:33
- 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 物理力学の問題を教えてください 2 2022/07/21 15:18
- 物理学 振り子運動について 2 2023/01/08 16:34
- 物理学 雨滴の落下問題 6 2023/07/16 09:39
- 物理学 物理学 質問 2 2023/07/06 19:37
- 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
- 物理学 物理の単振動の問題で分からない所を教えてください 1 2023/05/10 20:59
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