ウェイトのついたターンテーブル
「ファインマン流物理がわかるコツ」演習より。
【問題】(大学レベル)
半径
,質量
の一様な円板でできたターンテーブルが,鉛直軸のまわりに自由に回っている。質量
のウェイトが載っていて,軸からひもで引かれており,ターンテーブルの直径にそって摩擦なしで動くことができる。初め,全体の回転の角速度は
で,ウェイトは軸から
の距離に静止していた。
(1) ウェイトをひもで引いて軸からの距離
で止めたとき,ターンテーブルの角速度はいくらになるか。
(2) ターンテーブルのエネルギー増加が,ひもから引かれた仕事に等しいことを証明せよ。
(3) 続いてひもが放されて,自由になったウェイトが軸からの距離
の位置を通り過ぎるときの半径方向の速さはいくらか。
※ Algodoo の設定は,
である。ウェイトはUPキーで軸方向へ,DOWNキーで反対に動く。また,リターンキー(Enter)を押すと,ウェイトは放される。
Algodoo シーン
最終更新:2010年05月19日 23:49