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鉛直面内の円運動

CoddyのPhysicsジャーニー「力学」セクションの一部。レッスン 78/97。

鉛直円運動では、重力は常に下向きに働きます。中心向きを正とすると:

top: T+mg=mv2r,bottom: T−mg=mv2r\text{top: } T + mg = \frac{mv^2}{r}, \qquad \text{bottom: } T - mg = \frac{mv^2}{r}

中央の杭を中心に、ひもにつながれた球が鉛直円運動をしている。最上点では、張力 T と重力 mg はどちらも下向き、つまり中心向きに働く。最下点では、より長い張力の矢印が上向き、つまり中心向きに伸び、重力は下向き、つまり中心から遠ざかる向きに働く

最上点では両方の力が中心向きに働き、最下点では重力は中心から遠ざかる向きに働きます。

張力は一番下で最も強く働きます。ジェットコースターでは、座席の垂直抗力 NN が TT の役割を果たします。くぼみの一番下では、乗客はより重く感じます。

challenge icon

チャレンジ

質量が60 kg60\ \mathrm{kg}の乗客がジェットコースターに乗って、谷の底を通過します。そのとき、乗客の加速度は谷の中心に向かって真上に5 m/s25\ \mathrm{m/s^2}です。座席から受ける垂直抗力NNを求めなさい。

自分で試してみよう

Physics diagram: path, cart

NN だけを残す

quiz icon腕試し

このレッスンには短いクイズがあります。レッスンを始めて解答し、進捗を記録しましょう。

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