良問 力学41：円すいの上で糸につけたおもりを回す

このシミュレーションについて

円すいの頂点に糸でつないだおもりを、滑らかな円すい面にそって回す。張力と垂直抗力を、水平と鉛直（または面にそった方向と垂直な方向）の力のつり合いで求め、角速度を増すと面から離れる限界を確かめる

動かせる条件

円すいの半頂角 θ ／ 糸の長さ l ／ おもりの質量 m ／ 角速度 ω ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• 面にそった方向と、面に垂直な方向に力を分けると、T と N が別々に求まる。おもりが面から離れる限界は、垂直抗力がどうなるときかを考える。
• やってみよう：①ω を0から増やすと、T は増え、N は減ることを見る。②限界を超えると、おもりは面から離れて、糸と軸の角度が θ より大きくなる。③糸を長くすると、限界の角速度はどうなるか。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

良問の ほかのシミュレーション