質問: 分かる方よろしくお願いします。 図のように糸の先端に取り付けられた質量mの小球が水平に置かれたなめら 分かる方よろしくお願いします。 図のように糸の先端に取り付けられた質量mの小球が水平に置かれたなめらかな坂の上で等速円運動している。回転中心oには細い穴が開けられており、穴を通したいとの先端を張力sで引いて回転半径を保つように支えている。初期状態において、回転の半径はr(0)で、小球の速さはv(0)であった。以下の問いに答えよ。 (1)糸の端をゆっくり引いて回転半径を徐々に小さくしてゆく。このとき回転半径の減少とともに張力sも変化する。回転半径がrのときの小球の速さvを求めよ。 (2)そのときの回転運動の周期tを求めよ。 (3)そのときの糸の張力sを求めよ。 (4)初期状態(半径r(0))から半径rになるまでの運動エネ ルギーの変化δkを求めよ。増加を+、減少を−とする。
回答: #1様 (1)は引っ張る力が一定ではないためその計算では間違い。 引張る力が常に動径方向であることから角運動量保存を使う方が楽そう。 (4)は変化を考えるときは常に 終状態の物理量 - 始状態の物理量 で考える。