良問 力学42：斜面を下ってループを回る小球

このシミュレーションについて

曲面の高さ h から静かに放した小球が、水平面を通って円筒面（ループ）に入る。エネルギー保存と半径方向の力のつり合いから、速さ・垂直抗力・面から離れる条件を、h や位置 θ を変えながら確かめる

動かせる条件

放す高さ h ／ 円筒面の半径 r ／ 小球の質量 m ／ (3) 調べる位置 θ（∠COP） ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• 小球はなめらかなレールの上を動くので、力学的エネルギーが保存される。円筒面の上では、半径方向の力のつり合い（N + 重力の成分 = 向心力）から、垂直抗力が求まる。
• やってみよう：①h を下げていき、最高点まで円筒面にそって通れる最小の h を探す。②h = 2r にして、小球が円筒面から離れる位置を見る。③右のグラフで、N が0になる θ を読む。

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。

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