【高校物理】円錐振り子:自然長の長さL,ばね定数kの軽い一端を天井に固定し、他端に質量mの重りをとりつける。図のように、天井からの距離がLの水平面内で、重りを等速円運動をさせた。重力加速度の大きさを… - 質問解決D.B.(データベース)

【高校物理】円錐振り子:自然長の長さL,ばね定数kの軽い一端を天井に固定し、他端に質量mの重りをとりつける。図のように、天井からの距離がLの水平面内で、重りを等速円運動をさせた。重力加速度の大きさを…

問題文全文(内容文):
自然長の長さL,ばね定数kの軽い一端を天井に固定し、他端に質量mの重りをとりつける。図のように、天井からの距離がLの水平面内で、重りを等速円運動をさせた。重力加速度の大きさをgとする。
(1)ばねの長さL´を、k,L,m,gを用いて表せ。
(2)等速円運動の角速度と周期を、L,m,gをもちいてそれぞれ表せ。
(3)等速円運動をしているとき、図の状態で重りがばねから外れた。このとき、おもりは①~③のどちらの向きに飛び始めるか。
チャプター:

00:00 問題紹介
00:59 解説

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指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
自然長の長さL,ばね定数kの軽い一端を天井に固定し、他端に質量mの重りをとりつける。図のように、天井からの距離がLの水平面内で、重りを等速円運動をさせた。重力加速度の大きさをgとする。
(1)ばねの長さL´を、k,L,m,gを用いて表せ。
(2)等速円運動の角速度と周期を、L,m,gをもちいてそれぞれ表せ。
(3)等速円運動をしているとき、図の状態で重りがばねから外れた。このとき、おもりは①~③のどちらの向きに飛び始めるか。
投稿日:2026.03.18

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指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
温度27℃、圧力1.0×10⁵Pa、体積3.0×10⁻²㎥の気体について、次の各問に答えよ。
(1)温度を一定に保ったまま、体積を1.0×10⁻²㎥にすると圧力はいくらかになるか。
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水平な板にあけた小さな穴に糸を通し、その一端に質量mの小物体Aを結んで板の上に置き、他端に質量MのおもりBをつるす。
糸と穴や板の間に摩擦はなく、重力加速度をgとする。

(1)
Aと板の間に摩擦はなく、図1のようにAは穴を中心とする半径rの等速円運動をしている。
その速さV₁を求めよ。

(2)
Aと板の間に摩擦があり、静止摩擦係数をとする。
板を止め、Aを静かに話すと、Aは穴に向かって動くものとする。

そこで、図2のように、穴を中心として板を水平面内で角速度でω回転させ、Aを板状に動くと、板に対してAは静止した。
Aと穴の距離をrとして、Aが制止するためのωの取り得る範囲を求めよ。
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