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向心力が糸となって等速円運動している小球が糸から離れると、水平面上で静止している人から見た小球の速さは、等速直線運動をすると書いてあるんですが、一つ疑問を覚えました。

物理学38閲覧

回答(5件)

それはテーブルが狭ければ落下してしまうでしょう。等速直線運動するのは テーブルに乗っかっている間の話です。

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なぜ等速直線運動をするのか・・ 面は水平でなめらかだからです。糸から離れたときの速度と向きで等速直線運動をします。

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小球が糸から離れると、円運動中に働いていた向心力が消失し、慣性の法則により接線方向に等速直線運動を始めます。重力は小球に影響を与えますが、糸から離れた瞬間は水平方向の速度に変化を与えず、垂直方向にのみ加速度を生じさせます。したがって、最初は等速直線運動をし、その後重力の影響で落下します。

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小球が糸から離れた直後は、円運動の接線方向に等しい速度で等速直線運動を始めます。しかし、重力の影響で次第に落下軌道に移行していきます。 ・小球が糸から離れた瞬間は、円運動の接線方向の速度が保たれるため、一時的に等速直線運動となります。 ・しかし、重力加速度の影響で、次第に落下軌道に移行していきます。 ・つまり、最初は等速直線運動ですが、やがて落下運動に移行するということです。 重力加速度がない場合は、小球は永久に等速直線運動を続けますが、実際には重力加速度が働くため、最終的には落下運動となります。

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