質問: 等速でない円運動の時について 1写真で1の時接線加速度の方向に働いている力はなんでしょうか 2写真で 等速でない円運動の時について 1写真で1の時接線加速度の方向に働いている力はなんでしょうか 2写真で2のような時接線加速度が上向きの場合はありえるのでしょうか? 3写真で1のとき円運動を続けるための条件としてt≧0となりますがそれは何故ですか?自分の考えとして向心力がなければ運動を続けれないからと理解していましたがその場合写真で1の時にはmgが向心力の役割を果たすのではないでしょうか 長々とすみません。図が見ずらくてすみません。
回答: >等速でない円運動の時について まず「等速でない」からには、外力が働いているということです。 その外力が何かによります。 地球上なら「重力」、空気の抵抗など、回るものが磁石なら磁気力、電荷をもっていればクーロン力やローレンツ力なども考えられます。 >1写真で1の時接線加速度の方向に働いている力はなんでしょうか この運動が、どういう運動か、そのときの外力は何かで決まります。漠然と「何でしょうか」と聞かれても、どのような条件での運動かが分からなければ答えようがありません。 単に、重力場での円運動であれば、「1」の位置で接線方向に働く力はありません。 >2写真で2のような時接線加速度が上向きの場合はありえるのでしょうか? 上と同じく、重力場での円運動であれば、「2」の位置で鉛直上方向に働く力はありません。 鉛直下向きの重力が働いているので、「2」の位置では「上向きには負の加速度」が働きます。 >3写真で1のとき円運動を続けるための条件としてt≧0となりますがそれは何故ですか? 糸がピンと張っていないと円運動を続けられないからです。糸の張力 t が円運動の向心力です。 t<0 なら、糸がたるんで円運動から「重力による自然落下」に変わります。 あるいは、糸が切れて t=0 になったのなら、重力場での「放り投げ」運動に変わります。