No.3ベストアンサー
- 回答日時:
単振り子と書かれていますが、不等速円運動の問題です。
高校の範囲で考えます。高校の範囲では、不等速円運動の接線方向成分について運動方程式が扱えません。代わりに、力学的エネルギー保存則を考えます。単振り子なのでエネルギー保存は成立しています。
おもりの最高点で糸は鉛直方向と角θをなすとします。
最高点と最下点では、高さの差はr(1-cosθ)だけあります。最高点では、おもりの速さは0で運動エネルギーも0です。
最下点を基準にすると、角θをなす時点での位置エネルギーはmgr(1-cosθ)です。これが最下点での運動エネルギー(1/2)(mv^2)に等しいとおくと、
(1/2)(mv^2)=mgr(1-cosθ)
最下点での運動方程式は、最下点での張力をTとして、
T-mg=mv^2/r
両式よりv^2を消去して、
(T-mg)r=2mgr(1-cosθ)
∴ T=mg(3-2cosθ)
θを0から大きくしていくと、cosθは小さくなるので、Tは大きくなります。
T=2mgのときに糸が切れるので、糸が切れない条件は、
T=mg(3-2cosθ)≦2mg
∴ cosθ≧1/2
従って、θを60度(π/3)よりも大きくすると切れることになりますが、このくらいの角度になってしまうと「単振り子」とは言えなくなります。
この回答への補足
θを60度よりも大きくすると切れるということは、
振り子は初めにr/2の高さまで上げることができるということで良いのでしょうか…?
No.2
- 回答日時:
振り子が運動しているとき,張力が2mgを超えるとおもりが吹っ飛んでいく
という意味だと思われます。
つまり,運動中のおもりにはたらく,張力とは反対の力(No.1さんの遠心力ですね)が,2mgを超える条件を見つければいいのだと思います。
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!
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
-
推しミネラルウォーターはありますか?
推しミネラルウォーターがあったら教えてください
-
フォロワー20万人のアカウントであなたのあるあるを披露してみませんか?
あなたが普段思っている「これまだ誰も言ってなかったけど共感されるだろうな」というあるあるを教えてください
-
映画のエンドロール観る派?観ない派?
映画が終わった後、すぐに席を立って帰る方もちらほら見かけます。皆さんはエンドロールの最後まで観ていきますか?
-
海外旅行から帰ってきたら、まず何を食べる?
帰国して1番食べたくなるもの、食べたくなるだろうなと思うもの、皆さんはありますか?
-
天使と悪魔選手権
悪魔がこんなささやきをしていたら、天使のあなたはなんと言って止めますか?
-
糸が切れないようにする条件
物理学
-
49(3)の問題ですが、糸が切れないための張力の条件は張力T≦3mgとなっているのは何故ですか。私は
物理学
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・人生のプチ美学を教えてください!!
- ・10秒目をつむったら…
- ・あなたの習慣について教えてください!!
- ・牛、豚、鶏、どれか一つ食べられなくなるとしたら?
- ・【大喜利】【投稿~9/18】 おとぎ話『桃太郎』の知られざるエピソード
- ・街中で見かけて「グッときた人」の思い出
- ・「一気に最後まで読んだ」本、教えて下さい!
- ・幼稚園時代「何組」でしたか?
- ・激凹みから立ち直る方法
- ・1つだけ過去を変えられるとしたら?
- ・【あるあるbot連動企画】あるあるbotに投稿したけど採用されなかったあるある募集
- ・【あるあるbot連動企画】フォロワー20万人のアカウントであなたのあるあるを披露してみませんか?
- ・映画のエンドロール観る派?観ない派?
- ・海外旅行から帰ってきたら、まず何を食べる?
- ・誕生日にもらった意外なもの
- ・天使と悪魔選手権
- ・ちょっと先の未来クイズ第2問
- ・【大喜利】【投稿~9/7】 ロボットの住む世界で流行ってる罰ゲームとは?
- ・推しミネラルウォーターはありますか?
- ・都道府県穴埋めゲーム
- ・この人頭いいなと思ったエピソード
- ・準・究極の選択
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
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
-
実体振り子(物理振り子)って何?
-
単振り子の端について
-
電池式振り子時計について
-
力学的エネルギーの保存・弾性...
-
振り子時計の振り子はなぜ止ま...
-
アルプスの少女ハイジ
-
止まらないふりこ
-
摩擦ゼロでの振り子運動について
-
剛体棒の振り子で運動エネルギ...
-
物理学実験の単振り子について
-
力学的エネルギーの保存則について
-
スマホ振り子(横揺れ式)につい...
-
物理のエッセンスの発展問題で...
-
難問題の系統とその解き方、例...
-
フーコーの振り子
-
PDF-XChange Viewerで、回転し...
-
L型の金具の根元にかかるモーメ...
-
角パイ・単管パイプの耐荷重を...
-
真空容器の強度計算方法を教え...
-
新幹線での座席回転について
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
-
電池式振り子時計について
-
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...
-
力学の問題です。水平なレール...
-
力学的エネルギーの保存・弾性...
-
単振り子の振動を止める
-
振り子の長さと周期の関係のグ...
-
難問題の系統とその解き方、例...
-
振り子の長さをy かかる時間を...
-
単振り子
-
スマホ振り子ってdヘルスケア、...
-
物理の単振動のx=A sinωt とか...
-
ガリレオの振り子が止まる理由
-
高校物理で質問です。一定の加...
-
三ヶ月半の乳児連れで特急しお...
-
2重振り子がカオス運動を引き起...
-
イッツ・ア・スモールワールド...
-
単振動と慣性力
-
ふりこ 糸の長さ 一往復の時間
-
剛体振り子の周期
おすすめ情報