円柱の段差乗り上げ
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Revision as of 03:04, 9 November 2011
円柱の段差乗り上げ
| Language: | 日本語 |
|---|---|
| Description: | 半径r，密度一様な円柱がすべることなく床を転がってきて，高さhの段差を乗り上げるのに必要な最小初速度を求めます。ただし，段差の角で円柱ははね返ることもすべることもないものとします。 |
| Target: | Key Stage 6 |
| Category: | Exercise |
| Discipline: | Motion, Energy |
| Learning objectives: |
剛体に関する角運動量保存の法則とエネルギー保存の法則を用いて運動を予測する力を身につけます。 |
| In class: | (1) 段差への衝突前後で保存される量は？
(2) 衝突後乗り上げまで保存される量は？ (3) 必要な最小初速度を求めましょう |
Steps in Algodoo
(1) 段差への衝突前後で保存される量は？
角ですべることがなければ，衝突前後で角を軸とした角運動量が保存されます。
(2) 衝突後乗り上げまで保存される量は？
角ですべることがなければ，衝突後は力学的エネルギーが保存されます。
(3) 必要な最小初速度を求めましょう
(1)(2)の結果を用いて段差を乗り上げるのに必要な円柱の最小初速度を求めましょう。
Algodooシミュレーションの設定は，r=1.0m，h=0.40m です。
円柱の初速度および初期角速度を設定して乗り上げてからほぼ停止するような初期条件を探し，理論値と比較してみましょう。
「物理シミュレータAlgodooで学ぶ力学」
この問題は，書籍「物理シミュレータAlgodooで学ぶ力学」に掲載された演習問題を改題したものです。
