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



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